風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng).doc

。風(fēng)力發(fā)電報告題 目： 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)姓 名： 劉增班 級：13自動化1班學(xué) 號：201355212011。 風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)目錄一、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的提出3二、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的原理3三、風(fēng)光互補系統(tǒng)存在的問題及解決方法9四、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用及前景9五、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的未來1033。一、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的提出 能源是人類社會存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。在過去的200多年中，建立在煤炭、石油和天然氣等化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大地推動了人類社會的發(fā)展。與此同時，地球50萬年歷史積累下來有限的化石能源正在以驚人的速度被消耗。據(jù)有關(guān)資料顯示，以目前全世界對能源的需求量和增長速度來看，地球上已探明的石油儲備可維持40余年，天然氣60余年，煤炭200余年。人們在物質(zhì)生活和精神生活不斷提高的同時，也越來越感覺到大規(guī)模使用化石燃料所帶來的嚴(yán)重后果：資源日益枯竭，環(huán)境不斷惡化，還誘發(fā)了不少國與國、地區(qū)之間的政治經(jīng)濟(jì)糾紛，甚至戰(zhàn)爭和沖突。因此人類必須尋求一種新的、清潔、安全、可靠的可持續(xù)能源系統(tǒng)。 在眾多可再生能源中，風(fēng)能和太陽能由于碳的零排放，是21世紀(jì)最被看好的可再生能源。風(fēng)能、太陽能雖然有取之不盡、用之不竭，就地可取、無需運輸，無環(huán)境污染等優(yōu)點，但無論是風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)還是光伏發(fā)電系統(tǒng)，都受到自然資源的制約；不僅在地域上差別迥異，而且隨時間變化具有很強的隨機(jī)性。 風(fēng)力發(fā)電具有間歇性瞬時變化的特點，光伏發(fā)電則具有隨季節(jié)與天氣變化而變化的特點。資源的不確定性導(dǎo)致了發(fā)電與用電負(fù)荷的不平衡，必須對其進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)化、存儲與控制才能實際使用。兩者相互配合利用，因地制宜，充分利用它們在多方面的互補性，從而建立起更加穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟(jì)合理的能源系統(tǒng)風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)。風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)從一定程度降低了對資源要求的門檻，使得新能源的應(yīng)用更加廣泛。二、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的原理 利用太陽能和風(fēng)能在時間和地域上都很強的互補性，陽光最強時一般風(fēng)很??；而在晚上沒有陽光時，由于溫差比較大，空氣的流動導(dǎo)致風(fēng)的形成；然而在晴天太陽比較充足而風(fēng)會相對較少，在陰雨天氣的時候，陽光很弱但是陰雨天氣會伴隨著大風(fēng)，風(fēng)資源相對較多。所以根據(jù)風(fēng)光的互補特性，使用風(fēng)光互補系統(tǒng)可以很好的解決發(fā)電系統(tǒng)的供電問題，實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定地供電。 白天在有光照的情況下，電池板在陽光的照射下發(fā)生光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生電量，提供給負(fù)載工作的能量，同時將多余的能量儲存到蓄電池中。 在夜晚，葉片在風(fēng)推動下發(fā)生將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電量，提供給負(fù)載工作的能量，同時將多余的能量儲存到蓄電池中。 在陰雨天氣，葉片在風(fēng)推動下發(fā)生將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電量，提供給負(fù)載工作的能量，同時將多余的能量儲存到蓄電池中。 在沒有陽光照射而且沒有風(fēng)力的情況下，則蓄電池中的電量釋放出來供給負(fù)載工作。（一）光電系統(tǒng)簡介 光電系統(tǒng)是利用光電板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，通過控制器對蓄電池充電。再通過逆變器對用電設(shè)備供電的一套系統(tǒng)。 該系統(tǒng)的優(yōu)點是供電可靠性高。運行維護(hù)成本低，但是系統(tǒng)造價高。（二）風(fēng)電系統(tǒng)簡介 風(fēng)電系統(tǒng)是利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，通過控制器對蓄電池充電再通過逆變器對用電設(shè)備供電的一套系統(tǒng)。 風(fēng)電系統(tǒng)的優(yōu)點是日發(fā)電量大、系統(tǒng)造價及運行維護(hù)成本低。缺點是常規(guī)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)對風(fēng)速的要求比較苛刻。而且這個問題至今也一直沒能有效地解決。（三）風(fēng)光互補的特點(1) 風(fēng)電和光電系統(tǒng)在蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)是可以通用的，使成本大大降低同時可以設(shè)計逆變系統(tǒng)具有自動穩(wěn)壓功能，改善供電質(zhì)量。(2) 風(fēng)光互補系統(tǒng)關(guān)鍵的控制部分要根據(jù)日照強度、風(fēng)力大小及負(fù)載的變化不斷對蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)。在發(fā)電量充足時把一部分電量供給負(fù)載，另一部分電能則存入蓄電池組中；當(dāng)發(fā)電量不足時。由蓄電池組提供部分負(fù)載所需電能，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。(3)由于風(fēng)光互補系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和保證率高，可以設(shè)計較低的光電陣列容量和蓄電池容量。使整個系統(tǒng)的成本下降（四）工作模式簡介風(fēng)光互補獨立發(fā)電系統(tǒng)工作模式如下：(1) 混合功率模式：光伏陣列與風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時提供能量；(2) 無風(fēng)模式：風(fēng)速不足，風(fēng)力發(fā)電機(jī)未啟動僅光伏陣列提供負(fù)荷與電池組所需能量；(3) 無光模式：僅風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作；(4)電池放電模式：風(fēng)力發(fā)電機(jī)與光伏陣列均不工作，由備用電池組提供負(fù)荷所需能量。混合功率模式 在光照充足，風(fēng)速足以啟動風(fēng)力發(fā)電機(jī)的情況下，光伏陣列輸出電能經(jīng)光伏充電控制器（SCC）變換成穩(wěn)定的直流電，同時提供電池充電電流和逆變器所需電流；風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的不穩(wěn)定的直流電壓經(jīng)風(fēng)力充電控制器變換成穩(wěn)定的直流電，與光伏回路同時給后續(xù)負(fù)荷提供電能。無風(fēng)模式 當(dāng)風(fēng)速小于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的啟動風(fēng)速且光照充足的的情況下，光伏陣列產(chǎn)生的電能經(jīng)SCC（光伏充電控制器）一方面給電池提供充電電流，另一方面給逆變器供電，逆變器將直流在轉(zhuǎn)換成交流給負(fù)載供電。無光模式 系統(tǒng)處于無光照或照度不夠，且風(fēng)力發(fā)電機(jī)啟動的情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的直流電經(jīng)風(fēng)能充電控制器（wind charger controller）給電池充電，同時給逆變器供電。電池放電模式 在風(fēng)速不足以啟動風(fēng)力發(fā)電機(jī)且無光照或光照度不足的情況下，由蓄電池通過逆變器給負(fù)荷提供穩(wěn)定的交流電源。在系統(tǒng)負(fù)荷較重的情況下，且光伏陣列和風(fēng)力回路提供的能量不足時，蓄電池將與上述兩回路共同給負(fù)荷供電。三、風(fēng)光互補系統(tǒng)存在的問題及解決方法（一）作為風(fēng)光互補系統(tǒng)的關(guān)鍵一環(huán)蓄電池的使用壽命是一個，必須引起重視的問題由于風(fēng)光互補系統(tǒng)發(fā)電量與負(fù)載不可能保持一致，在發(fā)電量不足時必須提供足夠電量，所以必須使用蓄電池。若運行狀況和條件不利則會使蓄電池的壽命大大降低，而蓄電池的投資又很大，如此便會大大提高運行成本。要延長蓄電池的使用壽命，可采取以下措施：(1)采用連續(xù)浮充方式-浮充就是恒壓小電流充電,目的一是防止蓄電池自放電,二是增加充電深度當(dāng)電池處于充滿狀態(tài)時，充電器不會停止充電，仍會提供恒定的浮充電壓與很小浮充電流供給電池，因為，一旦充電器停止充電，電池會自然地釋放電能，所以利用浮充的方式，平衡這種自然放電. (2) 采用先進(jìn)的充電控制系統(tǒng)。（二）風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)比單獨的光伏或風(fēng)伏系統(tǒng)復(fù)雜的多。需解決其管理和控制問題(1)風(fēng)光互補系統(tǒng)受氣象條件影響仍比較大。(2)風(fēng)能和太陽能在時間上存在互補，這就要求我們能夠控制這兩種發(fā)電系統(tǒng)的能量輸出(三）風(fēng)光互補系統(tǒng)的最大障礙是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性問題風(fēng)光互補系統(tǒng)的最大障礙是小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的可靠性問題對于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對風(fēng)速要求高一般用于風(fēng)力資源豐富的地區(qū)。而對于適用于更廣泛圍的風(fēng)光互補系統(tǒng)，須選用適合的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)可分為水平軸發(fā)電機(jī)和垂直軸發(fā)電機(jī)。四、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用無電農(nóng)村的生活、生產(chǎn)用電半導(dǎo)體室外照明中的應(yīng)用航標(biāo)上的應(yīng)用監(jiān)控攝像機(jī)電源中的應(yīng)用通信基站中的應(yīng)用抽水蓄能電站中的應(yīng)用五、風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的未來（一）中小型風(fēng)力機(jī)與太陽能電池結(jié)合作為最合理的獨立電源可開發(fā)更多的應(yīng)用領(lǐng)域，包括風(fēng)光互補便攜式電源、風(fēng)光互補泵水系統(tǒng)、風(fēng)光互補增氧系統(tǒng)、風(fēng)光互補供暖系統(tǒng)、風(fēng)光互補海水淡化系統(tǒng)、風(fēng)光互補景觀照明系統(tǒng)等等。隨著中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品的多樣化，風(fēng)光互補獨立供電系統(tǒng)在市政項目、邊防哨所、偏遠(yuǎn)地區(qū)都有著極廣的應(yīng)用前景。（二）中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。大家都知道，德國和日本的太陽能屋頂計劃大大促進(jìn)了太陽能電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但在英國等陽光資源不好的國家，正在推廣風(fēng)力發(fā)電機(jī)屋頂發(fā)電計劃。在家庭安裝中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電，可節(jié)省輸配電系統(tǒng)，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是分布式電源的理想方式。在國外還作為夜間照明和獨立供電來減少犯罪率的公共設(shè)施。（三）風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀我國的中小型風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)是有技術(shù)基礎(chǔ)的，而且產(chǎn)品都是自主知識產(chǎn)權(quán)和100%的國產(chǎn)化，并在國際上處于領(lǐng)先地位。 為保證產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，有以下幾點需盡快完善：（1）建立完善的產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督體系。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)業(yè)就是被產(chǎn)品質(zhì)量拖累的，只有健全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督體系才能杜絕劣質(zhì)產(chǎn)品充斥市場，才能給產(chǎn)業(yè)一個公平競爭、健康發(fā)展的環(huán)境。（2）政府項目為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品提供一個推廣的機(jī)會?！八碗姷洁l(xiāng)”工程采用了太陽能發(fā)電系統(tǒng)，我國的小型風(fēng)力機(jī)失去了一個推廣和發(fā)展的機(jī)會，希望“送電到村”工程能充分考慮采用風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，為我國的中小型風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)及風(fēng)光互補