風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)簡述

1、. -風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)摘要 ：風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和太陽能資源的互補性,源發(fā)電系統(tǒng)；本文通過對風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的動力來源具有較高性價比的一種新型能-風(fēng)能和太陽能資源的初步調(diào)研,分析了風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢,并總結(jié)了國內(nèi)外風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的爭辯現(xiàn)狀,對其根本的工作原理進展了闡述；最終對舉例說明白風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用前景；關(guān)鍵詞 ：風(fēng)光互補,現(xiàn)狀,工作原理,應(yīng)用前景1. 引言能源是人類社會開展和進步的物質(zhì)根底,能源的開發(fā)利用和先進的能源技術(shù)的不斷革新；人類社會的開展和進步離不開優(yōu)質(zhì) 煤和石油等礦物能源的開發(fā)和利用推動了近代工業(yè)革命的開展,極大地轉(zhuǎn)變了人類的生活方式；由于煤、石油、天熱氣等常

2、規(guī)能源的儲量是有限的,據(jù)估量,地球上煤炭最多可用 300年,石油最多可愛惜 40 多年,自然氣仍可以愛惜50 多年,不斷爆發(fā)的能源危機嚴(yán)肅阻礙了人類社會的開展進步； 為了緩解不斷加重的能源危機,世界各國相繼加大了對可再生能源的爭辯； 可再生能源是指除常規(guī)能源外的包括風(fēng)能、太陽能、 生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿饶茉促Y源；為了降低能耗和解決日益突出的環(huán)境問題,全球都投入到了可再生開展能源的熱潮之中,全球可再生能源開展取得了明顯成效；主要表現(xiàn)在：本錢連續(xù)下降,市場份額不斷擴大,其定位也開場由補充能源向替代常規(guī)能源的方向轉(zhuǎn)化；近10 年來,全球風(fēng)力發(fā)電市場保持了 均增長速度超過 301；28的年均增長速

3、度,太陽能光伏發(fā)電的年進入新世紀(jì)以來, 中國的可再生能源利用步入了快速開展的軌道,特殊是自2022 年可再生能源法實施以來,中國可再生能源已經(jīng)進入快速開展時期；2022年中國可再生能源在一次性能源消費構(gòu)造中所占的比例已從 2022 年的 8提升至 9；依據(jù)中國國家能源局制定的.新能源產(chǎn)業(yè)振興開展規(guī)劃 .,估量到 2022年,- word.zl. -新能源在能源構(gòu)造中的占到的比重到達2含水電為 l,新能源發(fā)電容量占總電力裝機容量的比重將會到達 5含水電為 25；其中風(fēng)電裝機容量將會到達 3500萬千瓦 陸地風(fēng)電 3000萬千瓦,海上風(fēng)電 500 萬千瓦 ,太陽能發(fā)電裝機容量 到達 200 萬千瓦

4、 2；除此之外,依據(jù) 2022年中國風(fēng)電開展報告 .的推測,估量到2022年末,全國風(fēng)電開發(fā)建立總規(guī)模有望到達1 億 kW；到 2022年全國可再生能源利用總量將相當(dāng)于6 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,可再生能源的消費占一次能源消費的15,這將對中國能源構(gòu)造調(diào)整,削減溫室氣體排放,愛惜生態(tài)環(huán)境將發(fā)揮更大作用；2. 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的特點及優(yōu)越性風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是由風(fēng)力發(fā)電、太陽能電池發(fā)電、 儲能設(shè)備組成的； 其系統(tǒng)能量輸出是由風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)電和光伏發(fā)電共同供應(yīng)的,即系統(tǒng)是以風(fēng)能和太陽能作為動力源泉,系統(tǒng)的特點由風(fēng)能與太陽能的特點準(zhǔn)備 3；2.1太陽能、風(fēng)能優(yōu)缺點近些年來,國內(nèi)外大力開展風(fēng)能和太陽能,優(yōu)化能源構(gòu)造

5、是新世紀(jì)的趨勢,與常規(guī)能源相比風(fēng)能和太陽能有以下優(yōu)點 4：1 取之不盡、用之不竭照射在地球上的太陽能特殊巨大,大約40 分鐘照射在地球上的太陽能,便足以供全球人類一年能量的消費；可以說, 太陽能是真正取之不盡、 用之不竭的 能源；風(fēng)能是地球外表大量空氣流淌所產(chǎn)生的動能；據(jù)估量,全球的風(fēng)能約為2.74*10 9MW,其中可利用的風(fēng)能為2*10 7MW,比地球上可開發(fā)利用的水能總量仍要大 10倍,這相當(dāng)于目前全世界每年所消耗能量的 3000倍；假如能夠充分利用風(fēng)能,對于解決全球的能源需求將具有特殊重要的意義；- word.zl. -2 使用便利 在地球上,太陽能和風(fēng)能處處皆有,可以就地開發(fā)利用,不

6、存在運輸問題,特殊對交通不興盛的農(nóng)村、海島和遙遠(yuǎn)地區(qū)更具有利用價值；3 環(huán)境污染小 太陽能和風(fēng)能是一種清潔能源,在開發(fā)利用時,不會產(chǎn)生廢渣、廢水、廢氣 和噪音,更不會影響生態(tài)平穩(wěn),不會造成污染和公害；太陽能和風(fēng)能雖然存在上述一些優(yōu)點,但是也有缺乏之處：1 能量密度低 太陽能和風(fēng)能相對于火電、水電、核電等傳統(tǒng)能源,其能量密度偏低,對于太陽能發(fā)電需要足夠的受熱面積,而風(fēng)力發(fā)電機假如要提高輸出功率,那么必需要增加風(fēng)輪的尺寸和整個風(fēng)場的規(guī)模,用大面積土地資源；2 間歇性、不穩(wěn)固性和不行控性才能到達我們所需要的電量, 這都需要占傳統(tǒng)能源我們可以依據(jù)需求來調(diào)劑供應(yīng),而太陽能只有在晴天和白天時才能,風(fēng)機只有

7、在風(fēng)力到達要求時才能發(fā)電,且依據(jù)風(fēng)速的大小風(fēng)機輸出的電量也隨時都在變化, 太陽能和風(fēng)能的這種間性和不穩(wěn)固性直接導(dǎo)致了不行控性,所以 要有效利用太陽能和風(fēng)能,儲能是必不行少的；由于這些不利的因素, 太陽能或風(fēng)能單獨的經(jīng)濟牢靠地使用就遇到許多技術(shù) 問題；隨著科學(xué)技術(shù)的開展, 將太陽能和風(fēng)能綜合利用, 組成一個互補系統(tǒng)成為 一種有用的方式, 使得我們可以更加穩(wěn)固牢靠經(jīng)濟合理地使用這無窮無盡的風(fēng)光 資源；2.2我國太陽能、風(fēng)能資源簡介- word.zl. -依據(jù)國家氣象科學(xué)院的估算,中國陸地 10m 高度層可利用的風(fēng)能為 2.53億kW,50m 高度層可利用的風(fēng)能是 10m 高度層的 2 倍,陸上主要

8、分布在 XX 、XX、XX 等省份,占據(jù)了我國 80%的風(fēng)能資源；海上可利用的風(fēng)能是陸地上的 3 倍,、XX 是我國海上風(fēng)能最豐富的省份,全國近海 風(fēng)能資源特殊豐富；10km 資源量到達 19 億 kW,我國圖 1 年平均風(fēng)功率密度分布圖在中國,傳統(tǒng)意義上的風(fēng)電開發(fā)始終以來根本是以建立大型風(fēng)電場為主,近些年來獲批的工程也以大型風(fēng)電場居多；多位于遠(yuǎn)離用電負(fù)荷的西北、華北、東北地區(qū)；截至到 2022年底,我國全年風(fēng)力發(fā)電新增裝機達 1600萬千瓦,累計裝機容量到達 4182.7萬千瓦,首次超過美國, 躍居世界第一； 但是同期也僅占全國發(fā)電裝機容量 96219億千瓦的 4.35%；我國陸地外表每年承

9、擔(dān)的太陽輻射能約為50*10 18kJ,全國輻射總量中值為586kJ/cm 2.a；假如全部利用起來,可產(chǎn)生一萬個三峽發(fā)電量；年日照時數(shù)大于2022小時的地區(qū)面積約占全國總面積的2/3 以上,是我國太陽能資源豐富或較豐- word.zl. -富的地區(qū),主要分布在, 、XX 、XX 南部、XX 西部、XX 中部和西南部、 XX東南部、 XX 東南部、 XX 島等寬敞地區(qū)；圖 2 太陽能資源分布圖由于我國特殊的地理條件, 地域?qū)挸? 地勢復(fù)雜, 因此獨立運行的風(fēng)光互補離網(wǎng)發(fā)電設(shè)備得以廣泛應(yīng)用, 成為電網(wǎng)無法到達或電網(wǎng)延長不經(jīng)濟地區(qū)的重要發(fā)電手段；此舉,可以節(jié)約能源,改善環(huán)境,緩解電力供應(yīng)緊 X 狀

10、況,對轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,促進國民經(jīng)濟諸多領(lǐng)域的低碳模式的開展具有很重要的應(yīng)用價值；2.3風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)勢風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾局部子系統(tǒng)構(gòu)成：風(fēng)力發(fā)電機組和光伏電板組成的發(fā)電系統(tǒng)； 蓄電池依據(jù)串并排行組成的蓄能系統(tǒng)；電纜、整流器、逆變器、開關(guān)等組成電量傳輸系統(tǒng)； 把握器、 電壓電流檢測器等組成的把握系統(tǒng)；溝通電器、直流電器組成的負(fù)載系統(tǒng)；風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的實物示意圖見圖 3；- word.zl. -圖 3 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)實物圖風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)依據(jù)風(fēng)力和太陽輻射變化情形,可以在以下三種模式下運行：風(fēng)力發(fā)電機組單獨向負(fù)載供電；光伏發(fā)電系統(tǒng)單獨向負(fù)載供電；風(fēng)力發(fā)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合

11、向負(fù)載供電；其具有以下幾方面優(yōu)、缺點 5：優(yōu)點：1 利用風(fēng)能和太陽能的互補特性,對氣象資源可以更加充分的利用,實現(xiàn)晝夜發(fā)電； 在確定的氣象條件下, 風(fēng)光系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)供電的連續(xù)性、可靠性和穩(wěn)固性； 2 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的初期投資和發(fā)電本錢都低于獨立的光伏發(fā)電系統(tǒng)； 假如風(fēng)能和太陽能資源互補性比擬好,在保證同樣供電的情形下, 可以大大削減用于儲能的蓄電池的容量；3 在風(fēng)能和太陽能比擬豐富并且互補性好的情形下, 根本上完全可以由風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)進展供電,用電源,可以獲得更好的社會效益和經(jīng)濟效益；缺點：很少或根本不用啟動備 1 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)與單一的光伏發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)相比,對系統(tǒng)的把握治理要

12、求更高, 系統(tǒng)設(shè)計比擬復(fù)雜； 2 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)有兩種類型的發(fā)電單元,與單一風(fēng)力或光伏發(fā)電系統(tǒng)相比,增加了愛惜工作難度和工作量；2.3國內(nèi)外爭辯現(xiàn)狀- word.zl. -1981年,丹麥的 NEBusch等提出了利用太陽能和風(fēng)力互補的技術(shù)問題；隨后美國的 CIAspliden 爭辯了太陽能一風(fēng)力互補轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的氣象問題；前蘇 聯(lián)的 NAksarni 等人依據(jù)概率原理,統(tǒng)計出近似的太陽能、風(fēng)力潛力的估量值,為風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)爭辯供應(yīng)了科學(xué)的數(shù)據(jù)支持6；國外在風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的爭辯主要集中于大型并網(wǎng)發(fā)電場及單獨風(fēng)力發(fā)電和單獨太陽能光伏發(fā)電的方式,風(fēng)光互補發(fā)電方面的爭辯比擬少, 特殊是對風(fēng)光互補發(fā)

13、電系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)固性分析 較少,但也有一些初步的爭辯成果； 這些爭辯成果主要爭辯的是微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn) 定性問題 7-9；目前我國進展風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)爭辯的單位許多,主要有中科院 XX 能源所、XX 高校、 XX 農(nóng)業(yè)高校、 XX 工業(yè)高校等；其中XX 高校以及 XX 農(nóng)業(yè)高校對戶用型風(fēng)光互補系統(tǒng)的爭辯較為深化,提出了戶用系統(tǒng)的容量配置方法；中科院 XX 能源所等單位提出了一套CAD 的系統(tǒng)設(shè)計方法； XX 工業(yè)高校在風(fēng)光互補系統(tǒng)的把握領(lǐng)域較為突出和領(lǐng)先；綜合國內(nèi)外爭辯成果和爭辯方向, 其中對離網(wǎng)型的中小型風(fēng)光儲互補發(fā)電系統(tǒng)主要內(nèi)容可歸納為以下幾個主要方面：1.系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計及穩(wěn)固性能分析 1 以風(fēng)

14、光儲互補發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備投入本錢作為經(jīng)濟優(yōu)性目標(biāo),以供電系統(tǒng)的保 證率為約束條件,對風(fēng)力發(fā)電機、太陽能光伏電池以及蓄電池配置容量進展優(yōu)化；2 以安裝地的氣象數(shù)據(jù)為根底,通過建立系統(tǒng)的仿真模型對配置系統(tǒng)進展仿真 運算,爭辯配置下的系統(tǒng)運行狀念；3 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟性進展分析,以氣象數(shù)據(jù)為依據(jù),對不同系統(tǒng)配置 下的度電本錢進展分析；- word.zl. -4 爭辯系統(tǒng)優(yōu)化配置的運算方法,接受先進的智能算法參加到優(yōu)化設(shè)計中,尋 求更優(yōu)化配置；2. 最大功率跟蹤技術(shù) 最大功率跟蹤是為了保證了太陽能光伏電池和風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率為最大輸出功率, 使系統(tǒng)最大程度的利用風(fēng)能和太陽能,提高互補系統(tǒng)的發(fā)電率

15、, 同時仍具有增強系統(tǒng)的穩(wěn)固性功能；MPPTMaximum Power Point Tracking 對太陽能電池板與風(fēng)力發(fā)電機的MPPT 的跟蹤方法爭辯有以下幾種：1定電壓法： 把不同同照強度和溫度下的太陽能電池功率最大輸出點的對應(yīng)的電 壓認(rèn)為是一條直線,電壓法方法是一種近似的最大功率跟蹤方法；2擾動法和爬坡法以及電導(dǎo)增量方法：三種方法都需要對設(shè)定變化增量的大小,通過對本次狀態(tài)輸出和前一次或前兩次狀態(tài)的輸出進展比照,從而 MPPT 跟蹤；兩種方法都存在一個一樣的缺點：選用步長過小, 會導(dǎo)致太陽能電池板長時間的滯留在低功率輸出區(qū)； 選用步長過大, 會導(dǎo)致系統(tǒng)振動猛烈； 爬坡法與擾動法在 環(huán)境變

16、化快速時,會發(fā)生誤判；3智能把握算法：智能把握算法是隨著半導(dǎo)體功率器件、微處理器以及數(shù)字把握 器的開展,近幾年顯現(xiàn)一些新的算法,例如：滯環(huán)比擬法、最優(yōu)梯度法、間歇掃 描法跟蹤、模糊規(guī)律法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推測法等；智能把握通常把握算法復(fù)雜,要求 微機配置高,本錢費用高,應(yīng)用于工程實踐的案例尚未見報道；3. 蓄電池充放電及能量治理蓄電池的充放電治理直接關(guān)系到蓄電池壽命,直接影響系統(tǒng)的愛惜本錢, 也是整個風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)；因而針對大多系統(tǒng)中接受的免愛惜鉛酸蓄電池的治理成為爭辯的重點；其中充放電把握和容量推測是其核心；- word.zl. -4. 風(fēng)光儲互補發(fā)電系統(tǒng)的運算機仿真國外相繼開發(fā)出

17、一些模擬光伏發(fā)電、 風(fēng)力發(fā)電及其互補發(fā)電系統(tǒng)性能的軟件包,可以通過模擬不同系統(tǒng)的配置得到不同系統(tǒng)配置下的性能指標(biāo)和供電本錢,得到系統(tǒng)最正確的配置；其中科羅拉多州立高校Colorado State University和美國國家可再生能源試驗室 National Renewable Energy Laboratory合作開發(fā)的 hybrid2 應(yīng)用軟件 10；并網(wǎng)型風(fēng)光儲互補發(fā)電系統(tǒng)的爭辯現(xiàn)狀,要爭辯內(nèi)容如下 11：1 大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)工程應(yīng)用及風(fēng)電、光伏發(fā)電容量配比技術(shù)爭辯 2 風(fēng)光儲互補發(fā)電系統(tǒng)電站智能和諧監(jiān)控系統(tǒng)和調(diào)度運行技術(shù)方案爭辯 3 風(fēng)光儲互補發(fā)電系統(tǒng)防雷方案與接地優(yōu)化設(shè)計 4 風(fēng)

18、力發(fā)電電站、光伏電站功率推測預(yù)報技術(shù)爭辯 5 風(fēng)光儲輸電站功率聯(lián)合推測系統(tǒng)爭辯與開發(fā) 6 風(fēng)光儲輸聯(lián)合系統(tǒng)的仿真及并網(wǎng)后對系統(tǒng)平平穩(wěn)固運行的影晌爭辯3. 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的工作原理 獨立運行風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)主要設(shè)備有風(fēng)力發(fā)電機組,太陽能電池,蓄電池,逆變器,負(fù)載構(gòu)成,系統(tǒng)的特性將取決于風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的組成設(shè)備的特性,本節(jié)將初步對系統(tǒng)主要設(shè)備的根本原理與特性進展介紹；3.1風(fēng)力發(fā)電機組 風(fēng)力發(fā)電機組是風(fēng)光儲互補發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備之一,其作用是對風(fēng)能進展 吸取和轉(zhuǎn)化, 最終輸出電能； 從風(fēng)力發(fā)電機組的構(gòu)造上來看, 其主要由風(fēng)力機 風(fēng) 輪、發(fā)電機、塔架或塔筒組成；從能量轉(zhuǎn)換的角度考慮,風(fēng)力發(fā)電機由

19、風(fēng)力機和發(fā)電機組成, 風(fēng)力機是利用其風(fēng)輪對風(fēng)能的捕捉吸取,完成風(fēng)能到機械能的轉(zhuǎn)- word.zl. -化,發(fā)電機將風(fēng)輪捕捉轉(zhuǎn)化來的機械能轉(zhuǎn)化電能；因此風(fēng)力發(fā)電機的功率輸出特性是由風(fēng)力機特性和發(fā)電機特性共同準(zhǔn)備；其中風(fēng)力機對風(fēng)能的捕捉或吸取利用的才能通常用風(fēng)輪風(fēng)能利用系數(shù) Cp 表示；風(fēng)輪風(fēng)能利用系數(shù)是反映風(fēng)力機對風(fēng)能捕捉的才能指標(biāo),其表示為風(fēng)輪捕捉的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為的機械能與通過風(fēng)輪截面積風(fēng)能總量的比值,風(fēng)輪風(fēng)能利用系數(shù)求解模型通常接受不旋轉(zhuǎn)的動量理論模,其型假設(shè)條件12：1 氣流是不行壓縮的均勻定常流； 2 風(fēng)輪簡化成一個槳盤； 3 槳盤上沒有摩擦力； 4 風(fēng)輪番動模型 簡化成一個單元留管； 5

20、風(fēng)輪前后遠(yuǎn)方的氣流靜壓相等；6 軸向力沿槳盤均勻 分布；風(fēng)力發(fā)電機組的輸出特性是主要由兩局部準(zhǔn)備：一局部是風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)輪：另一局部是風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電機； 風(fēng)力機主要完成將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為機械能,通過其風(fēng)輪對風(fēng)的動能捕捉吸取,完成機械能的轉(zhuǎn)化, 機械能通過齒輪箱等增速傳動系統(tǒng)傳遞給風(fēng)力發(fā)電機或直接傳遞給發(fā)電機,由發(fā)電機將轉(zhuǎn)化后的機械能轉(zhuǎn) 換為電能；3.2太陽能電池 太陽能電池的分類：單晶硅太陽能電池、多晶硅電池、非晶硅太陽能電池、多元化合物太陽能電池； 其中多元化合物太陽能電池具有世界的最高水平的光電 轉(zhuǎn)化效率；太陽能電池是將輻射到其外表光能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備,是太陽能發(fā)電的核心 器件,其工作原理

21、是光生伏效應(yīng)； 太陽輻射的能量照射到太陽能電池板上外表時,電池板的 PN 結(jié)產(chǎn)生電子 -空穴對,在太陽能電池的內(nèi)部電場力作用下,是光電 子和空穴別離, 造成太陽能電池的兩端顯現(xiàn)攜帶不同電量積聚的中心,即電池板- word.zl. -的兩端引出電線并接如電阻,組成一個閉合電路,那么會有電流從電阻中流過,從而獲得電功率的輸出；太陽能電池發(fā)電功率輸出是基于光生伏的效應(yīng),能輻射強度和太陽能電板組件溫度一樣的情形下,爭辯說明發(fā)覺： 即使在太陽 電池板功率輸出是一種非線性的輸出,電池板既不能等同于恒流源,也非恒壓源；在某一日照強度和溫度下,太陽能電池輸出電流 -電壓-功率的特性曲線如圖 對太陽能電池組件輸

22、出特性有影響；4 13；溫度和太陽能輻射強度都圖 4 太陽能電池的電流-電壓 -功率特性曲線3.3蓄電池組件 在獨立運行的獨立運行的風(fēng)電系統(tǒng)多接受蓄電池蓄能的方式 14,蓄電池蓄能 有適應(yīng)負(fù)荷動態(tài)變化特性好、 充放電效率高等優(yōu)點； 蓄電池在系統(tǒng)中的作用是在 電量充裕時, 將電量儲存起來, 短缺時將電量釋放出來, 改善系統(tǒng)的供電牢靠性 的同時也起著改善供電電能質(zhì)量兩個方面起著重要的作用；目前市場上供應(yīng)的蓄電池主要有堿性鎳、蓄電池鉛酸蓄電池； 其中鉛酸蓄電池被譽為風(fēng)力發(fā)電專用電池,也是使用最為廣泛的一種蓄電池,具有容量較大、質(zhì)量穩(wěn)固、性能牢靠的優(yōu)點；本文將接受鉛酸蓄電池作為儲能設(shè)備；從目前蓄電池使

23、用情形來看,普遍存在蓄電池容量下降過快,使用壽命短,甚至短短1-2 年時間蓄電池的容量只有標(biāo)稱容量的30-40,甚至只有10- word.zl. -20；而大局部蓄電池經(jīng)過 1-4 年的運行,容量只有標(biāo)稱的 50左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能中意風(fēng)光互補系統(tǒng)設(shè)計要求使用壽命；影響蓄電池使用壽命的因素很復(fù)雜,造成蓄電池失效的模式有以下幾個方面：3.4逆變器正極板腐蝕、 嚴(yán)肅失水、熱失控、硫酸化；逆變器是風(fēng)光儲互補發(fā)電系統(tǒng)的電能變換設(shè)備,是將直流電變換為溝通電的設(shè)備；其工作原理是利用半導(dǎo)體功率開關(guān)器件的開通與關(guān)斷,實現(xiàn)直流電變換為溝通電的一種電力電子設(shè)備；其優(yōu)點是變換效率高；缺點是變換輸出波形較差,含有諧波,需要

24、進展溝通低通濾波器的濾波；逆變器技術(shù)的開展可以分為三個階段：1956-1980年為傳統(tǒng)開展階段, 該階段的逆變器, 以低速器為主, 逆變器的開關(guān)頻率較低,輸出電壓波形改善以多重疊加法為主,體積重量大,逆變效率較低；1981-200年為高頻化新技術(shù)階段,該階段逆變器開關(guān)器件以高速器件為主,逆變器的開關(guān)頻率高,波形改善以 弦波逆變技術(shù)日益完善；PWM 為主,體積重量小,逆變效率高,以正2022-至今高效低污染階段, 該階段特點以逆變器的綜合性能為主,低速開關(guān) 與高速開關(guān)器件并用, 多重疊加方法與 PWM 法并用,不偏向追求高速開關(guān)器件,高開關(guān)頻率,高效環(huán)保的逆變器技術(shù)開場顯現(xiàn)；4. 風(fēng)光互補發(fā)電的

25、應(yīng)用前景 1缺電生活；中國現(xiàn)有 9 億人口生活在農(nóng)村,其中 5%左右目前仍未能用上 電；在中國無電鄉(xiāng)村往往位于風(fēng)能和太陽能隱匿量豐富的地區(qū)；因此利用風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)解決用電問題的潛力很大；接受已到達標(biāo)準(zhǔn)化的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)有利于加速這些地區(qū)的經(jīng)濟開展,提高其經(jīng)濟水平； 另外,利用風(fēng)光互補系統(tǒng)開發(fā)- word.zl. -儲量豐富的可再生能源, 可以為寬敞遙遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)村人口供應(yīng)最適宜也最廉價的 電力效勞,促進貧困地區(qū)的可連續(xù)開展；我國已經(jīng)建成了千余個可再生能源的獨立運行村落集中供電系統(tǒng),但是這些 系統(tǒng)都只供應(yīng)照明和生活用電, 不能或不運行使用生產(chǎn)性負(fù)載, 這就使系統(tǒng)的經(jīng) 濟性變得特殊差； 可再生能

26、源獨立運行村落集中供電系統(tǒng)的出路是經(jīng)濟上的可持 續(xù)運行,涉及到系統(tǒng)的全部權(quán)、治理機制、電費標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)性負(fù)載的治理、電站 政府補貼資金來源、 數(shù)量和支配渠道等等； 但是這種可連續(xù)開展模式, 對中國在 內(nèi)的全部開展中國家都有深遠(yuǎn)意義；2室外應(yīng)用； 世界上室外照明工程的耗電量占全球發(fā)電量的 12%左右,在全 球日趨緊 X 的能源和環(huán)保背景下,它的節(jié)能工作日益引起全世界的關(guān)注；根本原理是： 太陽能和風(fēng)能以互補形式通過把握器向蓄電池智能化充電,到晚間依據(jù)光線強弱程度自動開啟和關(guān)閉各類led室外燈具；智能化把握器具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)通訊功能,可以和后臺運算機實現(xiàn)三遙治理 遙測、遙訊、遙控 ；智能化把握器仍具有

27、強大的人工智能功能,對整個照明工程實施先進的運算機三遙治理,重點是照明燈具的運行狀況巡檢及故障和防盜報警；3道路照明；車行道路照明工程快速道 / 主干道 / 次干道 / 支路 ；小區(qū) 廣義道路照明工程 小區(qū)路燈 / 庭院燈 / 草坪燈 / 地埋燈 / 壁燈等 ；目前已被開發(fā)的新能源新光源室外照明工程有：風(fēng)光互補 LED 智能化路燈、風(fēng)光互補 LED 小區(qū)道路照明工程、 風(fēng)光互補 LED 景觀照明工程、風(fēng)光互補 LED 智能化隧道照明工程、智能化 LED 路燈等；4航標(biāo)應(yīng)用；我國局部地區(qū)的航標(biāo)已經(jīng)應(yīng)用了太陽能發(fā)電,特殊是燈塔樁,但是也存在著一些問題,最突出的就是在連續(xù)天氣不良狀況下太陽能發(fā)電缺乏

28、,- word.zl. -易造成電池過放, 燈光熄滅, 影響了電池的使用性能或損毀；冬季和春季太陽能發(fā)電缺乏的問題尤為嚴(yán)肅；天氣不良情形下往往是相伴大風(fēng),也就是說, 太陽能發(fā)電不理想的天氣狀況往往是風(fēng)能最豐富的時候, 針對這種情形, 可以用以風(fēng)力發(fā)電為主, 光伏發(fā)電為 輔的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的太陽能發(fā)電系統(tǒng)；風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)具有環(huán) 保、無污染、免愛惜、安裝使用便利等特點,符合航標(biāo)能源應(yīng)用要求；在太陽能配置中意春夏季能源供應(yīng)的情形下,不啟動風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)； 在冬春季或連續(xù)天氣不良狀況、太陽能發(fā)電不良情形下,啟動風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)；由此可見,風(fēng) 光互補發(fā)電系統(tǒng)在航標(biāo)上的應(yīng)用具備了季節(jié)性和氣候

29、性的特點；事實證明,其應(yīng) 用可行、成效明顯；5監(jiān)控電源；目前,高速大路道路攝像機通常是24 小時不連續(xù)運行,接受傳統(tǒng)的市電電源系統(tǒng),雖然功率不大,但是由于數(shù)量多,也會消耗不少電能,采 用傳統(tǒng)電源系統(tǒng)不利于節(jié)能； 并且由于攝像機電源的線纜經(jīng)常被盜,缺失大, 造 成使用愛惜費用大大增加,加大了高速大路經(jīng)營單位的運營本錢；應(yīng)用風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)為道路監(jiān)控攝像機供應(yīng)電源,不僅節(jié)能, 并且不需要鋪設(shè)線纜, 削減了被盜了可能, 有效防盜； 但是我國有的地區(qū)會顯現(xiàn)惡劣的天氣 情形,如連續(xù)灰霾天氣,日照少,風(fēng)力達不到起風(fēng)風(fēng)力,會顯現(xiàn)不能連續(xù)供電現(xiàn) 象,可以利用原有的市電線路,在太陽能和風(fēng)能缺乏時,自動對蓄電池充

30、電,確 保系統(tǒng)可以正常工作；6通信應(yīng)用；目前國內(nèi)許多海島、山區(qū)等地遠(yuǎn)離電網(wǎng),但由于當(dāng)?shù)芈眯?、漁 業(yè)、航海等行業(yè)有通信需要, 需要建立通信基站； 這些基站用電負(fù)荷都不會很大,假設(shè)接受市電供電, 架桿鋪線代價很大, 假設(shè)接受柴油機供電, 存在柴油儲運本- word.zl. -錢高,系統(tǒng)愛惜困難、牢靠性不高的問題；要解決長期穩(wěn)固牢靠地供電問題,只能依靠當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源； 而太陽能和風(fēng)能作為取之不盡的可再生資源,在海島相當(dāng)豐富, 此外,太陽能和風(fēng)能在時間上和地域上都有很強的互補性, 海島風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)是牢靠性、經(jīng)濟性較好的獨立電源系統(tǒng), 適合用于通信基站供電； 由于基站有基站愛惜人員, 系統(tǒng)可配置柴油發(fā)電機, 以備太陽能與風(fēng)能發(fā)電缺乏時使用；這樣可以削減系統(tǒng)中太陽電池方陣與風(fēng)機的容量,從而降低系統(tǒng)本錢,同時增加系統(tǒng)的牢靠性；7電站應(yīng)用； 風(fēng)光互補抽水蓄能電站是利用風(fēng)能和太陽能發(fā)電,不經(jīng)蓄電池而直接帶動抽水機實行補丁時抽水蓄能,然后利用儲存的水能實現(xiàn)穩(wěn)固的發(fā)電供電；這種能源開發(fā)方式將傳統(tǒng)的水能、風(fēng)能、太陽能等新能源開發(fā)相結(jié)合,利用三種能源在時空分布上的差異實