風(fēng)光互補原理

1、風(fēng)光互補供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理-原理圖 風(fēng)光互補供電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交流直流負載等部分組成，該系統(tǒng)是集風(fēng)能、太陽能及蓄電池等多種能源發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)智能控制技術(shù)為一體的復(fù)合可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。 (1)風(fēng)力發(fā)電部分是利用風(fēng)力機將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機械能，通過風(fēng)力發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能，再通過控制器對蓄電池充電，經(jīng)過逆變器對負載供電； (2)光伏發(fā)電部分利用太陽能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后對蓄電池充電，通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對負載進行供電； (3)逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的220v交流電，保證交流電負載設(shè)備的正

2、常使用。同時還具有自動穩(wěn)壓功能，可改善風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量； (4)控制部分根據(jù)日照強度、風(fēng)力大小及負載的變化，不斷對蓄電池組的工作狀態(tài)進行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲。發(fā)電量不能滿足負載需要時，控制器把蓄電池的電能送往負載，保證了整個系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性； (5)蓄電池部分由多塊蓄電池組成，在系統(tǒng)中同時起到能量調(diào)節(jié)和平衡負載兩大作用。它將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，以備供電不足時使用。 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)力和太陽輻射變化情況，可以在以下三種模式下運行：風(fēng)力發(fā)電機組單獨向負載供電；光伏發(fā)

3、電系統(tǒng)單獨向負載供電；風(fēng)力發(fā)電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合向負載供電。 風(fēng)光互補供電系統(tǒng)與單項能源供電的比較風(fēng)光互補供電比單獨風(fēng)力發(fā)電或光伏發(fā)電有以下優(yōu)點： 利用風(fēng)能、太陽能的互補性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性； 在保證同樣供電的情況下，可大大減少儲能蓄電池的容量； 通過合理地設(shè)計與匹配，可以基本上由風(fēng)光互補供電系統(tǒng)供電，很少或基本不用啟動備用電源如柴油機發(fā)電機組等，可獲得較好的社會效益和經(jīng)濟效益。 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用前景無電農(nóng)村的生活、生產(chǎn)用電 中國現(xiàn)有9億人口生活在農(nóng)村，其中5%左右目前還未能用上電。在中國無電鄉(xiāng)村往往位于風(fēng)能和太陽能蘊藏量豐富的地區(qū)。因此利用風(fēng)光互補

4、發(fā)電系統(tǒng)解決用電問題的潛力很大。采用已達到標(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)濟發(fā)展，提高其經(jīng)濟水平。另外，利用風(fēng)光互補系統(tǒng)開發(fā)儲量豐富的可再生能源，可以為廣大邊遠地區(qū)的農(nóng)村人口提供最適宜也最便宜的電力服務(wù)，促進貧困地區(qū)的可持續(xù)發(fā)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)都只提供照明和生活用電，不能或不運行使用生產(chǎn)性負載，這就使系統(tǒng)的經(jīng)濟性變得非常差。可再生能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)的所有權(quán)、管理機制、電費標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)性負載的管理、電站政府補貼資金來源、數(shù)量和分配渠道等等。但是這種可持續(xù)發(fā)展模式，對中國在內(nèi)的所有

5、發(fā)展中國家都有深遠意義。 半導(dǎo)體室外照明中的應(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，在全球日趨緊張的能源和環(huán)保背景下，它的節(jié)能工作日益引起全世界的關(guān)注。 基本原理是：太陽能和風(fēng)能以互補形式通過控制器向蓄電池智能化充電，到晚間根據(jù)光線強弱程度自動開啟和關(guān)閉各類led室外燈具。智能化控制器具有無線傳感網(wǎng)絡(luò)通訊功能，可以和后臺計算機實現(xiàn)三遙管理(遙測、遙訊、遙控)。智能化控制器還具有強大的人工智能功能，對整個照明工程實施先進的計算機三遙管理，重點是照明燈具的運行狀況巡檢及故障和防盜報警。 室外道路照明工程主要包括： 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

6、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。 航標(biāo)上的應(yīng)用 我國部分地區(qū)的航標(biāo)已經(jīng)應(yīng)用了太陽能發(fā)電，特別是燈塔樁，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)電不足，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)電不足的問題尤為嚴(yán)重。 天氣不良情況下往往是伴隨大風(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，針對這種情況，可以用以風(fēng)力發(fā)電為主

7、，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、免維護、安裝使用方便等特點，符合航標(biāo)能源應(yīng)用要求。在太陽能配置滿足春夏季能源供應(yīng)的情況下，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)電不良情況下，啟動風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)。由此可見，風(fēng)光互補供電系統(tǒng)在航標(biāo)上的應(yīng)用具備了季節(jié)性和氣候性的特點。事實證明，其應(yīng)用可行、效果明顯。 監(jiān)控攝像機電源中的應(yīng)用 目前，高速公路道路攝像機通常是24小時不間斷運行，采用傳統(tǒng)的市電電源系統(tǒng)，雖然功率不大，但是因為數(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，損失大，造成

8、使用維護費用大大增加，加大了高速公路經(jīng)營單位的運營成本。 應(yīng)用風(fēng)光互供發(fā)電系統(tǒng)為道路監(jiān)控攝像機提供電源，不僅節(jié)能，并且不需要鋪設(shè)線纜，減少了被盜了可能，有效防盜。但是我國有的地區(qū)會出現(xiàn)惡劣的天氣情況，如連續(xù)灰霾天氣，日照少，風(fēng)力達不到起風(fēng)風(fēng)力，會出現(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)能不足時，自動對蓄電池充電，確保系統(tǒng)可以正常工作。 通信基站中的應(yīng)用 目前國內(nèi)許多海島、山區(qū)等地遠離電網(wǎng)，但由于當(dāng)?shù)芈糜?、漁業(yè)、航海等行業(yè)有通信需要，需要建立通信基站。這些基站用電負荷都不會很大，若采用市電供電，架桿鋪線代價很大，若采用柴油機供電，存在柴油儲運成本高，系統(tǒng)維護困難、可靠性不高的問題。 要解決長期穩(wěn)定可靠地供電問題，只能依賴當(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)光互補供電系統(tǒng)是可靠性、經(jīng)濟性較好的獨立電源系統(tǒng)，適合用于通信基站供電。由于基站有基站維護人員，系統(tǒng)可配置柴油發(fā)電機，以備太陽能與風(fēng)能發(fā)電不足時使用。這樣可以減少系統(tǒng)中太陽電池方陣與風(fēng)機的容量，從而降低系統(tǒng)成本，同時增加系統(tǒng)的可靠性。 抽水蓄能電站中的應(yīng)用 風(fēng)光互補抽水蓄能電站是利用風(fēng)