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太阳能发电或风能发电,一般是按各自系统的方式独立工作,单独的风力发电或光伏发电系统无法对风光资源一起利用。本文针对实现风能和太阳能的综合利用问题,设计了一种风光一体发电系统,将风能发电和光伏发电有机结合,实现风光互补发电。风光一体发电系统使用蝶式旋转抛物面的聚风罩,既能将风聚集进行聚风发电,又能利用其聚光作用对太阳能进行聚光发电,整体性能好。进行聚风罩的结构尺寸的设计。聚风罩外开口直径为1500mm,选用6组焦距,分别为 200mm、300mm、400mm、500mm、600mm、700mm,内开口直径 7 组,分别为 400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm,建立42组不同的聚风罩尺寸;建立聚风罩流场和风机流场,用FLUENT对其内部流场进行仿真分析;并且用四种湍流模型进行对比,其中SSTk-ω模型适合于两个流场的数值模拟。计算出聚光发电功率随聚光罩(聚风罩)结构尺寸变化时对应聚光发电功率值,结果表明:聚光发电功率随聚光罩(聚风罩)内开口直径的增加而减小。用风光一体发电系统的日总发电量多少来评价聚风罩结构性能的优劣,以内蒙古二连浩特地区为例,一天内焦距400mm、内开口直径800mm时风光一体系统日总发电量最大,为3141 W·h。比相同外开口直径下的普通风机日总发电量2310 W·h和没有内开口聚光发电系统日发电量2508 W·h分别高出35.9%和25.3%。系统日总发电量提升较大。在加入风机后模拟出聚风风机发电功率,根据扭矩与转速的关系计算其功率大小,并计算出一天内风光一体系统日总发电量在内开口为800mm时日发电量最大为2880 W·h。并对比了在不同来流风速下理论聚风发电功率与聚风风机发电功率值大小,模拟出的聚风风力发电机发电功率结果与对应尺寸下理论风能利用功率误差都在容许范围内,说明数值模拟方法有效,可以作为设计风光一体发电系统的参考。