小型風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、小型風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案小型風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)是由小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太 陽能光伏電池組、蓄電池、控制一逆變器等組成（見圖4 2） 根據(jù)不同地區(qū)的風(fēng)能、太陽能資源及不同的用電需求，用戶 可配置不同的供電模式。小型風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的控制一逆 變器上設(shè)置了風(fēng)力機(jī)和太陽能光電板兩個(gè)輸入接口，風(fēng)力發(fā) 電機(jī)和太陽能光伏電池發(fā)出的電，通過充電控制器向蓄電池 組充電，然后將從蓄電池出來的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換為適 合通用電器的220伏、50赫茲交流電。小型風(fēng)光互補(bǔ)供電系 統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以同時(shí)利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力資源和太陽能資源，起 到多能互補(bǔ)的作用。H巾育冊札圖4-2小補(bǔ)發(fā)也系扯小厲厠目前，小型風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)中風(fēng)電與光

2、電的匹配比例一般為 3：1左右。例如： 300 瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以配用 100 瓦的光電板； 500 瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以配用 150200 瓦 的光電板；1千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)可配用300350瓦的光電板。洪湖地區(qū) 32 戶漁民應(yīng)用了 400 瓦的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，供 電更加充足，取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。二、微水能綜合利用 微水能綜合利用技術(shù)是指利用微型水利資源的動(dòng)能 作功的技術(shù)，包括微型水力發(fā)電 （簡稱微水電 ） 、水輪泵、水 碾、水磨等多種以水流為動(dòng)力的工作技術(shù)。由于有了水電之 后，其他各種水力機(jī)械都可以用電動(dòng)機(jī)械代替，并且更加方 便，所以其他水力機(jī)械的應(yīng)用逐步減少。因此，現(xiàn)在的微水 能利用一般只討

3、論微型水力發(fā)電技術(shù)的利用。（ 一 ） 概述1 微水電的定義微型水力發(fā)電簡稱微水電，是指將小溪、小河水 （ 即 微水能資源 ） 的位能轉(zhuǎn)換成符合民用電要求的電能設(shè)施和設(shè) 備組成的系統(tǒng)。其工作原理和小水電基本相同，但裝機(jī)容量 較小。目前，世界各國對微水電的裝機(jī)容量規(guī)定不一，總的 格局是工業(yè)發(fā)達(dá)的國家趨于大。英國規(guī)定微水電的最大裝機(jī) 容量為 l 000 千瓦，其次是美國和法國規(guī)定微水電的最大裝 機(jī)容量為 500 千瓦，我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定微水電的最大裝機(jī)容 量為 100 千瓦。微水電系統(tǒng)主要由蓄水引水建筑、微水電站和供電 系統(tǒng)三部分組成。蓄水引水建筑包括水壩、取水口、引水渠等；微水 電站包括機(jī)房、微型水

4、力發(fā)電機(jī)組、配電裝置、壓力前池、 攔污排污設(shè)施、引水管道、機(jī)組尾水排放渠道等；供電系統(tǒng) 主要由變電設(shè)備、輸電線路、線路安全保護(hù)裝置構(gòu)成。其中 核心的是微型水力發(fā)電機(jī)組，它主要由水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、控 制器 ( 或調(diào)速器 ) 三大部件組成。由此可見，微水電是集水利、水工、機(jī)械、電機(jī)、 控制、輸電、土建等多項(xiàng)技術(shù)為一體的系統(tǒng)工程，不僅技術(shù) 復(fù)雜、工作條件艱苦，而且工程質(zhì)量和操作規(guī)程涉及人身安 全。2 分類(1) 單戶型微水電技術(shù)。單戶型微水電設(shè)備的功率 小，一般都是整裝機(jī)組。單戶型微水電只供單家獨(dú)戶的用戶 使用，所需要的投入資金、工程量等也很小，可以由農(nóng)戶自 投、自建、自管、自用。單戶型微水電站建設(shè)包

5、括土建、設(shè) 備安裝和電力輸送等內(nèi)容。單戶型微水電配置的發(fā)電機(jī)一般 為永磁發(fā)電機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率高、少維 護(hù)或免維護(hù)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。單戶型微水電站需要配備自 動(dòng)穩(wěn)壓和穩(wěn)頻的電子調(diào)控器，供電距離不應(yīng)超過 1 千米。單戶型機(jī)組的發(fā)電量分為： 100、200、300、 500、800 瓦，1、2、5 千瓦等單戶型水電站所需要的水流量為40 140 立方米時(shí)，落差為 240 米。一般在小溪小河上選擇自然形成的較 高落差進(jìn)行建造。(2) 村級(jí)聯(lián)網(wǎng)型微水電技術(shù)。村級(jí)聯(lián)網(wǎng)型微水電其設(shè)備以整裝機(jī)組為主，發(fā)電可以供一個(gè)自然村(10100戶)使用，建設(shè)安裝應(yīng)在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行。機(jī)組配有自

6、動(dòng)穩(wěn)壓和穩(wěn)頻的電子調(diào)控器或調(diào)速器，可多臺(tái)機(jī)組聯(lián)網(wǎng)供 電，操作使用方便。供電范圍原則上應(yīng)在2 千米之內(nèi)，最多不應(yīng)超過 5 千米。村級(jí)聯(lián)網(wǎng)型微水電設(shè)備發(fā)電量為530 千瓦。電站需要的水資源流量為 100500 立方米時(shí)，落差 560 米。 需要建造或借用水工建筑才能滿足其水資源要求。(3) 鄉(xiāng)級(jí)并網(wǎng)型微水電技術(shù)。鄉(xiāng)級(jí)并網(wǎng)型微水電的裝 機(jī)容量為 30100 千瓦，采用并網(wǎng)供電，可以對處于電網(wǎng)末 端山鄉(xiāng)電網(wǎng)進(jìn)行電力就近補(bǔ)充，提高山鄉(xiāng)電網(wǎng)的供電質(zhì)量和 運(yùn)行效率。發(fā)電設(shè)備以整裝機(jī)組為主，需要安裝并網(wǎng)變電設(shè) 備。電站建設(shè)應(yīng)進(jìn)行正規(guī)勘測和設(shè)計(jì)，工程要在專業(yè)技術(shù)人 員的管理指導(dǎo)下進(jìn)行。并網(wǎng)型微水電站向電網(wǎng)賣電，

7、再由電網(wǎng)向用戶供電， 克服了微水電獨(dú)立供電枯水期五電可供，發(fā)出的電無法全部 利用，發(fā)電戶自己收費(fèi)的高人力成本及無法避免糾紛等離網(wǎng) 運(yùn)行三大固有障礙，可以逐步成為山區(qū)農(nóng)民致富的低風(fēng)險(xiǎn)投 資項(xiàng)目之一。鄉(xiāng)級(jí)并網(wǎng)型微水電站需要的水資源流量為10010000立方米/時(shí)，落差5120米。往往需要借用小一或小二 型水庫或較大的灌溉水渠蓄調(diào)水量，才能保證年發(fā)電時(shí)間， 取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。3 應(yīng)用成效(1) 經(jīng)濟(jì)效益。微水電的直接經(jīng)濟(jì)效益來源于賣電收 入。目前微水電的供電和賣電方式有三種：一是自發(fā)自用， 節(jié)省自家電費(fèi)開支。二是直接向用戶供電，發(fā)電戶上門向用 電戶收費(fèi)。三是并網(wǎng)向供電公司賣電。影響賣電收入的因數(shù)

8、很多，目前正常工作的微水電站的普遍情況是平均每千瓦時(shí) 每年的賣電收人為 1 000 元。不少發(fā)電戶都自己辦有碾米磨 面等加工作坊，可使收入比直接賣電提高 25 倍。因此， 發(fā)電戶往往都會(huì)成為當(dāng)?shù)叵刃兄赂坏娜思?。目前，在山區(qū)農(nóng) 村，如果賣電方面得到政府的法規(guī)保障，村級(jí)、鄉(xiāng)級(jí)的微水 電就會(huì)成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民投資的熱門項(xiàng)目。(2) 社會(huì)效益。微水電資源主要存在于降水量豐富的山區(qū)，由于投資小、產(chǎn)出少，只適合于在當(dāng)?shù)亻_發(fā)利用。從 微水電的開發(fā)情況、產(chǎn)權(quán)現(xiàn)狀、利用效果都可以看出，微水 電是生于農(nóng)民 ( 投資主體是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民 ) 、建于農(nóng)村、利于農(nóng)業(yè) (養(yǎng)護(hù)農(nóng)田水利、實(shí)現(xiàn)農(nóng)副產(chǎn)品的電動(dòng)加/1 2)的“三農(nóng)”水 電。

9、其社會(huì)屬性肯定姓“農(nóng)”。微水電的開發(fā)利用是在經(jīng)濟(jì) 發(fā)展相對落后的山區(qū)，其直接的社會(huì)效益就是扶助弱勢群 體，改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活生產(chǎn)條件，幫助農(nóng)民脫貧致富。一 臺(tái) 300 瓦的微水電電動(dòng)碾米機(jī)，可使農(nóng)民省去擔(dān)著稻谷走幾 十里山路去碾米的煩惱。一臺(tái) 5 千瓦的微水電機(jī)組配套安裝 磨漿機(jī)后，每年為腐竹生產(chǎn)專業(yè)農(nóng)戶節(jié)省電費(fèi)五六千元。云 南的咖農(nóng)用微水電拖動(dòng)咖啡脫殼機(jī)，解決了咖啡收獲后脫殼 難的問題。四川大邑西嶺雪山的農(nóng)民利用微水電在風(fēng)景秀麗 的山上辦起了旅游接待站，使游客們白天能欣賞美麗的風(fēng) 光，夜晚又能開展卡拉 0K跳舞、看錄像等活動(dòng)。目前山區(qū) 農(nóng)村正在逐步興起的辦微水電站，用賣電收入養(yǎng)護(hù)農(nóng)田水利 設(shè)施的“以電養(yǎng)灌”行動(dòng)，為部分小型水庫的養(yǎng)護(hù)開辟出一 條充滿希望的新思路，也成為微水電發(fā)展的一個(gè)新方向。4 我國技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀 經(jīng)過 20 多年的努力，我國微水電技術(shù)在水輪機(jī)、發(fā) 電機(jī)、控制器等方面都取得了長足的進(jìn)步。目前，國內(nèi)微水 電的整機(jī)效率大多在 40%60%之間