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文檔簡介
1、淺談利用風力資源造福湖區(qū)漁民 摘要:洪湖水域面積460km2,風力資源充足,中荷項目的實施初步證實可利用風力發(fā)電來解決漁民用電難的問題。采用三種技術模式,中荷項目在洪湖示范點成功地安裝了小型風力發(fā)電機組312臺(套),其中風光互補系統(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量,豐富了精神文化內容。洪湖示范點建設也為內陸湖區(qū)風資源的開發(fā)利用探索出了有益的經(jīng)驗。 關鍵詞:小型風力機;風光互補發(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)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,總人口1606人。他們遠離湖岸,遠離常規(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戶漁民采用小型風力發(fā)電機供電,僅占總戶數(shù)的17.26%, 遠遠不能滿足漁民的生活和生產(chǎn)用電的需求。根據(jù)專家調查分析,洪湖湖區(qū)有較豐富的風力資源和太陽能資源,適合小型風力發(fā)電機和小型太陽能光電系統(tǒng)的應用。示范項目的建設目標,就是要開發(fā)和利用湖區(qū)較為豐富的風力資源、 太陽能資源,推廣應用小型風力發(fā)電系統(tǒng)和風光互補發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電;探索有效的技術和管理模式,解決湖上漁民和水上小
3、學用電難的問題;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,建設新型的湖區(qū)漁民生活用能模式。 洪湖市示范點工程建設項目的實施,使兩個項目村的有電戶從17.26%提高到58.5%?,F(xiàn)在兩個村已有312戶漁民安裝了小型風力發(fā)電系統(tǒng)(其中32戶為風光互補發(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,洪湖八一水上學校的照明終于得到了解決,師生的教學、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、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、遠的影響,也為洪湖旅游觀光增添了一道靚麗的風景線。 2風力資源與設備安裝 2.1 洪湖的風力資源 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)的風力資源進行了設點初測。初測的結果為:實測79天,1.0m/s以上的有風小時數(shù)為1407小時。合計風速為5575.6m/s,月平均風速為4.1m/s,最大風速17.1m/s, 極大風速23.5m/s;325m/s有效風速小時數(shù)為951小時,占實測小時數(shù)的67.5%。525m/s有效風速小時數(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,風能密度為250300w/m2。 2005年3月4日至2006年6
5、月4日,測風點改設在船頭嘴村水上漁寨船上,正式系統(tǒng)測風15個月,實測了10980小時,從測風數(shù)據(jù)可以看出,2005年的3、4、5、7、8、9月,2006年的1、3月平均風速在4m/s以上;2005年6月、10月和2006年的2月風速要小一些,月平均風速在4m/s以下。2005年3月至2006年2月全年的平均風速是4.1825m/s。最大風速為20.5m/s,主導風向為東南風和南風,風能密度為250300w/m2,325m/s有效風能利用小時數(shù)超過6000小時/年。上述風力資源為小型風力機在洪湖湖區(qū)的應用提供了足夠的自然條件。 2.2 小型風力機在湖區(qū)的安裝 小型風力機在陸地上的應用已經(jīng)非常成功
6、,全國已經(jīng)累計安裝了25萬臺。但小型風力機在湖區(qū)應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力機在船上的安裝問題(具體結構見下圖)。 3應用模式 3.1 基礎戶:300瓦小型風力發(fā)電機系統(tǒng) 該模式采用300w風力發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由1臺300w的風力發(fā)電機組,2塊200ah的蓄電池和1臺300w控制/逆變器(含泄荷器)組成的戶用風力發(fā)電系統(tǒng)??山鉀Q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風力發(fā)電機組主要性能技術參數(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、;額定風速(m/s) 8 風輪直徑(m) 2.46 葉片材料 鋁合金 葉片數(shù)(只) 3 調速方式 失速 工作風速范圍(m/s) &
9、#160; 325 切入風速(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)電機額定轉速(r/min)
10、 400 風能利用系數(shù) 0.42 發(fā)電機效率 0.76 噪音(db) 68 塔架上部質量(kg) 80 塔高(風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)村建設中的作用、地位和效果 該模式基本上屬于成熟技術的推廣應用,系統(tǒng)故障較少, 逆變器損壞率僅為6%。目前,項目戶安裝的風力機都在運行發(fā)電,80%以上用戶的風力機使用正常,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
12、用的模式和技術。 (2)系統(tǒng)應用前后的對比情況 1) 該系統(tǒng)應用前,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)應用后,發(fā)電量充足,基礎項目戶都使用了彩電和vcd,晚上照明充足,學生晚上學習有了保證,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)應用前,漁民船內線路連接不規(guī)范,室內環(huán)境較混亂。系統(tǒng)應用后,對線路統(tǒng)一進行了改造,使線路安全規(guī)范、室內環(huán)境變得整潔有序,體現(xiàn)了新農(nóng)村新風貌。 3) 系統(tǒng)應用前,舊風力機風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)應用后,新風力機風輪葉片下端離船頂棚距離達到2.3米,漁民伸手也不會碰到葉片,十分安全。 3.2 示范戶:400瓦風光互補發(fā)電系統(tǒng) 該項目采用小型風光互補發(fā)電系統(tǒng)。 本風光互補發(fā)電系統(tǒng)由1臺300w風力發(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風力發(fā)電機與基礎戶的相同,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力機都在運行發(fā)電,0%以上用戶的風光互補發(fā)電系統(tǒng)使用正常,漁民對該項技術和模式感到非常滿意,總的評價是比純風力發(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、不但學生晚上學習有了保證,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)應用前后的對比情況 該系統(tǒng)應用前,洪湖湖區(qū)還沒有應用過任何風光互補發(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。其它變化與基礎型用戶基本相同。 3.3
19、公益學校:3000瓦風光互補發(fā)電系統(tǒng) 該系統(tǒng)由1臺荷蘭5kw風力發(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風力發(fā)電機組主要性能技術參數(shù) 制造廠家 荷蘭fortis風能公司 型號 fortis montana(5000)
20、160;額定功率(w) 5000 8m/s時的輸出功率(w) 2000 額定風速(m/s) 14 風輪直徑(m) 5 葉片材料 環(huán)氧 (樹脂) 強化玻璃鋼
21、0; 葉片數(shù)(只) 3 調速方式 風輪側偏 工作風速范圍(m/s) 325 切入風速(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)電機額定轉速(r/min) 風能利用系數(shù) 0.42 發(fā)電機效率 0.82 噪音(db)
23、0;68 塔架上部質量(kg) 200 塔高(風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 質量 kg 5 工作溫度范圍
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