淺談利用風(fēng)力資源造福湖區(qū)漁民

1、淺談利用風(fēng)力資源造福湖區(qū)漁民     摘要：洪湖水域面積460km2，風(fēng)力資源充足，中荷項目的實施初步證實可利用風(fēng)力發(fā)電來解決漁民用電難的問題。采用三種技術(shù)模式，中荷項目在洪湖示范點成功地安裝了小型風(fēng)力發(fā)電機組312臺（套），其中風(fēng)光互補系統(tǒng)32臺（套）。項目實施后，漁民不僅能用電照明，還能看上電視，有些示范戶還添置了洗衣機、電冰箱等高檔家用電器，極大地提高了漁民生活水平和生活質(zhì)量，豐富了精神文化內(nèi)容。洪湖示范點建設(shè)也為內(nèi)陸湖區(qū)風(fēng)資源的開發(fā)利用探索出了有益的經(jīng)驗。 關(guān)鍵詞：小型風(fēng)力機；風(fēng)光互補發(fā)電；漁民發(fā)電1引言 洪湖市濱湖辦事處船頭嘴村（包括

2、洪湖八一水上希望小學(xué)）和螺山鎮(zhèn)新捕撈村的漁民，長年生活在水泥船上，以船為家。兩村共有漁戶533戶，總?cè)丝?606人。他們遠(yuǎn)離湖岸，遠(yuǎn)離常規(guī)電網(wǎng)，受地理條件限制，漁民至今未能用上常規(guī)電源，只能用煤油蠟燭照明。項目實施前，兩村只有92戶漁民采用小型風(fēng)力發(fā)電機供電，僅占總戶數(shù)的17.26%， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足漁民的生活和生產(chǎn)用電的需求。根據(jù)專家調(diào)查分析，洪湖湖區(qū)有較豐富的風(fēng)力資源和太陽能資源，適合小型風(fēng)力發(fā)電機和小型太陽能光電系統(tǒng)的應(yīng)用。示范項目的建設(shè)目標(biāo)，就是要開發(fā)和利用湖區(qū)較為豐富的風(fēng)力資源、 太陽能資源，推廣應(yīng)用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電；探索有效的技術(shù)和管理模式，解決湖上漁民和水上小

3、學(xué)用電難的問題；加強與外界通信聯(lián)系，改善教育條件，進一步提高廣大漁民的生活水平，建設(shè)新型的湖區(qū)漁民生活用能模式。 洪湖市示范點工程建設(shè)項目的實施，使兩個項目村的有電戶從17.26%提高到58.5%。現(xiàn)在兩個村已有312戶漁民安裝了小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（其中32戶為風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)），由于有了較充足的電力照明，漁民的業(yè)余文化生活變得豐富多彩，社會更加和諧。項目實施后，洪湖八一水上學(xué)校的照明終于得到了解決，師生的教學(xué)、生活條件都有了很大改善。該項目良好的能源、環(huán)境和社會效益日益顯現(xiàn)出來，也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。對項目戶、示范村致富奔小康和全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展具有顯著的推動作用，對周邊地區(qū)產(chǎn)生了長期而深

4、遠(yuǎn)的影響，也為洪湖旅游觀光增添了一道靚麗的風(fēng)景線。 2風(fēng)力資源與設(shè)備安裝 2.1 洪湖的風(fēng)力資源 洪湖市農(nóng)村能源辦公室于2004年7月5日至9月30日，對洪湖市湖區(qū)的風(fēng)力資源進行了設(shè)點初測。初測的結(jié)果為：實測79天，1.0m/s以上的有風(fēng)小時數(shù)為1407小時。合計風(fēng)速為5575.6m/s，月平均風(fēng)速為4.1m/s，最大風(fēng)速17.1m/s， 極大風(fēng)速23.5m/s；325m/s有效風(fēng)速小時數(shù)為951小時，占實測小時數(shù)的67.5%。525m/s有效風(fēng)速小時數(shù)為505小時，占實測小時數(shù)的35.8%。推算年發(fā)電有效小時數(shù)為5832小時，風(fēng)能密度為250300w/m2。 2005年3月4日至2006年6

5、月4日，測風(fēng)點改設(shè)在船頭嘴村水上漁寨船上，正式系統(tǒng)測風(fēng)15個月，實測了10980小時，從測風(fēng)數(shù)據(jù)可以看出，2005年的3、4、5、7、8、9月，2006年的1、3月平均風(fēng)速在4m/s以上；2005年6月、10月和2006年的2月風(fēng)速要小一些，月平均風(fēng)速在4m/s以下。2005年3月至2006年2月全年的平均風(fēng)速是4.1825m/s。最大風(fēng)速為20.5m/s，主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)和南風(fēng)，風(fēng)能密度為250300w/m2，325m/s有效風(fēng)能利用小時數(shù)超過6000小時/年。上述風(fēng)力資源為小型風(fēng)力機在洪湖湖區(qū)的應(yīng)用提供了足夠的自然條件。 2.2 小型風(fēng)力機在湖區(qū)的安裝 小型風(fēng)力機在陸地上的應(yīng)用已經(jīng)非常成功

6、，全國已經(jīng)累計安裝了25萬臺。但小型風(fēng)力機在湖區(qū)應(yīng)用所遇到的主要問題是如何安裝，在陸地上做地基比較方便，在船上是不行的。在船上只能因地制宜，采用創(chuàng)新的安裝方法。在項目實行中我們采用了利用船體主柱和棚梁為固定體，附以三角斜支撐的安裝方式解決了小型風(fēng)力機在船上的安裝問題（具體結(jié)構(gòu)見下圖）。 3應(yīng)用模式 3.1 基礎(chǔ)戶：300瓦小型風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng) 該模式采用300w風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由1臺300w的風(fēng)力發(fā)電機組，2塊200ah的蓄電池和1臺300w控制/逆變器（含泄荷器）組成的戶用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。可解決漁民照明、看彩電、vcd、座機（高頻）充電和手機充電等生活用電。   

7、60; 表1300w風(fēng)力發(fā)電機組主要性能技術(shù)參數(shù)    制造廠家    廣州紅鷹新能源科技公司    型 號    fd2.46-300/7    額定功率（w）    300    8m/s時的輸出功率（w）    300    

8、;額定風(fēng)速（m/s）    8    風(fēng)輪直徑（m）    2.46    葉片材料    鋁合金    葉片數(shù)（只）    3    調(diào)速方式    失速    工作風(fēng)速范圍（m/s） &

9、#160;  325    切入風(fēng)速（m/s）    3    輸出額定電壓（v）    dc24    最大功率（w）    500    發(fā)電機型式    交流永磁三相    發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速（r/min） 

10、   400    風(fēng)能利用系數(shù)    0.42    發(fā)電機效率    0.76    噪音（db）    68    塔架上部質(zhì)量（kg）    80    塔高(風(fēng)輪中心到水面的距離)(m) &

11、#160;  8    塔桿直徑（cm）    6.35（21/2英寸） （1）系統(tǒng)在湖區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中的作用、地位和效果        該模式基本上屬于成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用，系統(tǒng)故障較少， 逆變器損壞率僅為6%。目前，項目戶安裝的風(fēng)力機都在運行發(fā)電，80%以上用戶的風(fēng)力機使用正常，對項目感到滿意?？偟脑u價還是比以前安裝的其它風(fēng)力機性能好，發(fā)電量大，能夠滿足用電需求。該系統(tǒng)在湖區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中發(fā)揮主要作用，處于重要地位，是今后在湖區(qū)主要推廣應(yīng)

12、用的模式和技術(shù)。 （2）系統(tǒng)應(yīng)用前后的對比情況 1) 該系統(tǒng)應(yīng)用前，項目戶大部分沒有電力照明，采用蠟燭和煤油燈照明，生活很不方便，文化生活貧乏枯燥。少數(shù)項目戶安裝了150w的小型風(fēng)力發(fā)電機，由于發(fā)電量小，只能解決照明和看黑白電視問題。該300w系統(tǒng)應(yīng)用后，發(fā)電量充足，基礎(chǔ)項目戶都使用了彩電和vcd，晚上照明充足，學(xué)生晚上學(xué)習(xí)有了保證，漁民晚間看電視，業(yè)余文化生活比以前豐富多了。 2) 該系統(tǒng)應(yīng)用前，漁民船內(nèi)線路連接不規(guī)范，室內(nèi)環(huán)境較混亂。系統(tǒng)應(yīng)用后，對線路統(tǒng)一進行了改造，使線路安全規(guī)范、室內(nèi)環(huán)境變得整潔有序，體現(xiàn)了新農(nóng)村新風(fēng)貌。 3) 系統(tǒng)應(yīng)用前，舊風(fēng)力機風(fēng)輪葉片下端離船頂棚距離不到1.5米，

13、漁民在頂棚活動時，不夠安全。系統(tǒng)應(yīng)用后，新風(fēng)力機風(fēng)輪葉片下端離船頂棚距離達(dá)到2.3米，漁民伸手也不會碰到葉片，十分安全。 3.2 示范戶：400瓦風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng) 該項目采用小型風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)。 本風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)由1臺300w風(fēng)力發(fā)電機組和100wp太陽電池組件， 2只200ah、12v蓄電池和1臺500w控制/逆變器（含泄荷器）組成。該系統(tǒng)可解決漁民看彩電、vcd、照明和使用電冰柜、風(fēng)扇、洗衣機以及手機、座機（高頻）充電等生活用電。 該系統(tǒng)所采用的300w風(fēng)力發(fā)電機與基礎(chǔ)戶的相同，其主要性能參數(shù)請見表1，100wp太陽能光電板的性能參數(shù)請見表2。    &#

14、160;表2洪湖項目示范型用戶太陽能光電板的主要性能參數(shù)    參數(shù)    單位    典型值    輸出峰值功率wp    w    100    開路電壓voc    v    42    最佳工

15、作電壓vm    v    24    短路電流isc    a    3.2    最佳工作電流im    a    4.16    組件效率    %    

16、;12.8    外形尺寸    mm    大約1460×740×42    重量    kg    10    工作溫度范圍        4085 （1）系統(tǒng)在湖區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中的作用、地位和效果 該系統(tǒng)可解決漁民看

17、彩電、vcd、照明和使用電冰柜、風(fēng)扇、洗衣機以及手機、座機（高頻）充電等生活用電。與單獨使用風(fēng)力發(fā)電機的系統(tǒng)相比較，不但增加了發(fā)電量，而且大大提高了供電穩(wěn)定性，即使無有效風(fēng)速，但有光照時，系統(tǒng)仍能保持一定供電能力，并且對蓄電池起到保護作用，延長其使用壽命。 該系統(tǒng)的應(yīng)用使湖區(qū)漁民的生活水平又提高一步，代表了今后的發(fā)展方向，起到了很好的示范作用。 目前，示范項目戶安裝的風(fēng)力機都在運行發(fā)電，0%以上用戶的風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)使用正常，漁民對該項技術(shù)和模式感到非常滿意，總的評價是比純風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)性能更好，發(fā)電量更大，能夠滿足全天的用電需求?，F(xiàn)在示范項目戶不僅配置了彩電和vcd，還使用上了洗衣機和電冰箱，

18、不但學(xué)生晚上學(xué)習(xí)有了保證，漁民白天、晚上都可以看電視，晚上照明充足，業(yè)余文化生活比以前豐富多了。示范項目戶中有戶使用了電冰箱。因此，有些基礎(chǔ)項目戶也要求安裝光電板進一步提高系統(tǒng)的功能，以便過上更加文明的現(xiàn)代化生活。 （2）系統(tǒng)應(yīng)用前后的對比情況 該系統(tǒng)應(yīng)用前，洪湖湖區(qū)還沒有應(yīng)用過任何風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)或太陽能光電板發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用在洪湖湖區(qū)是一個新生事物，影響力非常大。它使?jié)O民開闊了眼界，看到可再生能源綜合利用的成功范例，也看到了湖區(qū)未來能源的多樣化和多彩生活的美好前景。該系統(tǒng)應(yīng)用后，使電冰箱、洗衣機等家用電器進入湖區(qū)成為現(xiàn)實，這在以前是不可想象的。其它變化與基礎(chǔ)型用戶基本相同。 3.3

19、公益學(xué)校：3000瓦風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng) 該系統(tǒng)由1臺荷蘭5kw風(fēng)力發(fā)電機組、1000wp國產(chǎn)太陽電池組件，20只200ah、12v蓄電池組成的蓄電池組和1臺5kw控制/逆變器組成（性能參數(shù)見表3）。     表3荷蘭5000w風(fēng)力發(fā)電機組主要性能技術(shù)參數(shù)    制造廠家    荷蘭fortis風(fēng)能公司    型號    fortis montana(5000)   &#

20、160;額定功率（w）    5000    8m/s時的輸出功率(w)    2000    額定風(fēng)速（m/s）    14    風(fēng)輪直徑（m）    5    葉片材料    環(huán)氧 (樹脂) 強化玻璃鋼  

21、0; 葉片數(shù)（只）    3    調(diào)速方式    風(fēng)輪側(cè)偏    工作風(fēng)速范圍（m/s）    325    切入風(fēng)速（m/s）    3    輸出額定電壓（v）    dc120    

22、;最大功率（w）    5000    發(fā)電機型式    交流永磁三相    發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速（r/min）    風(fēng)能利用系數(shù)    0.42    發(fā)電機效率    0.82    噪音（db）   

23、0;68    塔架上部質(zhì)量（kg）    200    塔高(風(fēng)輪中心到水面的距離)(m)    12    塔桿直徑（cm）    10.16(4英寸) 1000w太陽能光電池是由20塊53 w的光電板按10個串聯(lián)一組，然后兩組并聯(lián)起來，接入控制器接口。53w太陽能電池組件的性能參數(shù)如表4所示。     表453w

24、p太陽電池組件技術(shù)參數(shù)    參數(shù)    單位    數(shù)值    輸出峰值功率wp    w    53    開路電壓voc    v    21.5    最佳工作電壓vm  

25、  v    17.2    短路電流isc    a    3.2    最佳工作電流im    a    2.9    組件效率    %    12.8    外形尺寸    mm    大約972×442×28    質(zhì)量    kg    5    工作溫度范圍