风光互补优缺点.docx

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风光互补优缺点

风光互补风光互补技术评析

一、概念及技术原理

光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。

该系统的优点是系统供电可靠性高，运行维护成本低，缺点是系统造价高。

风电系统是利用小型风力发电机，将风能转化成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。

该系统的优点是系统发电量较高，系统造价较低。

缺点是小型风力发电机可靠性低。

风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。

是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。

技术构成：

1.发电部分：

由1台或者几台风力发电机和太阳能电池板矩阵组成，完成风－电；光－电的转换，并且通过充电控制器与直流中心完成给蓄电池组自动充电的工作。

2.蓄电部分：

由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任务。

3.充电控制器及直流中心部分：

由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成。

完成系统各部分的连接、组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。

4.供电部分：

由一台或者几台逆变电源组成，可把蓄电池中的直流电能变换成标准的220V交流电能，供给各种用电器，,或者采用小功率led 光源，蓄电池可以直接供电。

2、特点

A、风光互补发电系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。

B、由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。

同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。

C、风光互补发电站是针对通信基站、微波站、边防哨所、边远牧区、无电户地区及海岛，在远离大电网，处于无电状态、人烟稀少，用电负荷低且交通不便的情况下，利用本地区充裕的风能、太阳能建设的一种经济实用性发电站。

3、风光互补的优点

A、昼夜互补——中午太阳能发电，夜晚风能发电

B、季节互补——夏季日照强烈，冬季风能强盛。

C、稳定性高——利用风光的天然

D、互补性，大大提高系统供电稳定性。

对比：

单纯的风能与太阳能供电有显著的缺陷

A、季节性障碍无法克服

B、供电不稳定

C、公用设施供电不适宜

4、产品及应用

A、风光互补公共照明系统

完全利用风和太阳光能为灯具供电（无需外接电网）。

系统兼具风能和太阳能产品的双重优点，由风、光能协同发电，电能储于蓄电池中，开关智能控制，自动感应外界光线变化，无须人工操作，主要用于乡村结合道路、高速公路、城市道路、防洪堤及景观道路。

产品特点：

1、零电费、零排放，节能减排、绿色环保、未来照明发展的重要方向之一。

2、三免产品：

免能耗：

利用自然资源自身发电，无需外界供电；

免配套：

独立供电，无需其他辅助输电设备；

免电费：

自身发电，运行不需要电费支出；

风光互补公共照明系统应用范围：

城市路灯；农村路灯——“路路亮”高速公路；

防洪堤；景观工程；小区公共照明等。

B、家庭供电系统：

主要用于农村无电户、别墅度假屋、渔船游艇、家庭并网系统。

C、风光互补分布式电站系统：

主要应用于分布式电站、用户侧并网、海岛、边防哨所

无电村集中供电。

D、风光互补离网型独立供电系统：

主要应用于通信基站、加油站、收费站、养殖场等。

E、风光互补监控指示系统：

主要应用于：

交通监控、指示；治安国防监控；石油、天然气、电力线监控；森林防火监控等。

二、风光互补发电系统技术评价

　　光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。

该系统的优点是系统供电可靠性高，运行维护成本低，缺点是系统造价高。

　　风电系统是利用小型风力发电机，将风能转化成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。

该系统的优点是系统发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低。

缺点是小型风力发电机可靠性低。

　　另外，风电和光电系统都存在一个共同的缺陷，就是资源不确定性导致发电与用电负荷的不平衡，风电和光电系统都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但每天的发电量受天气的影响很大，会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这也是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。

　　由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。

同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。

　　风光互补发电系统可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置，既可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。

无论是怎样的环境和怎样的用电要求，风光互补发电系统都可作出最优化的系统设计方案来满足用户的要求。

应该说，风光互补发电系统是最合理的独立电源系统。

目前，推广风光互补发电系统最大保障是小型风力发电机的可靠性问题。

　　几十年来，小型风力发电机技术有了很大的发展，产业发展也取得了一定的成就，但从根本上说，可靠性问题一直没有得到解决。

长期以来，出于成本上的考虑，先进的液压控制技术没有在小型风力发电机的限速保护上采用，只是通过空气动力学原理，采用简单的机械控制方式对小型风力发电机在大风状态下进行限速保护。

机械限速结构的特点是小型风机的机头或某个部件处于动态支撑的状态，这种结构在风洞的实验的条件下，可以反映出良好的限速特性，但在自然条件下，由于风速和风向的变化太复杂，而且自然环境恶劣，小型风力发电机的动态支撑部件不可避免的会引进振动和活动部件的损坏，从而使机组损坏。

　　目前最好的小型风力发电机只保留了三个运动部件（运动部件越少越可靠已是大家的共识），一是风轮驱动发电机主轴旋转，二是尾翼驱动风机的机头偏航，三是为大风限速保护而设的运动部件。

前两个运动部件的不可缺少的，这也是风力发电机的基础，实践中这两个运动部件故障率并不高，主要是限速保护机构损坏的情况多。

要彻底解决小型风力发电机的可靠性问题必须在限速方式上有最好的解决办法。

　　华豫新能源公司研究开发的限速保护理念是一种全新的磁电限速保护，其技术要点在于当风力机处于“过功率”状态时给发电机一个反向磁阻力距，大幅增加发电机所消耗的功率，使之大于风轮输出的功率，从而使风轮转速下降，风轮转速的下降，使风轮的叶尖速比减小，从而降低定桨距风轮的风能利用率，减小风轮吸收的风能，从而进一步减低风轮转速……为此连锁作用所产生的实际效果是减速而不是限速，而磁电响应的过程，使保护动作十分安全可靠。

随着传统能源的日益紧缺和低碳生活理念的倡导，太阳能的应用将会越来越广泛，尤其太阳能发电领域在短短的数年时间内已发展成为成熟的朝阳产业。

下面浅谈太阳能路灯照明的优缺点：

1：

目前制约太阳能发电应用的最重要环节之一是价格。

2：

一些工程商常选用LED灯做为太阳能路灯的照明，但是LED灯的质量层差不齐，光衰严重的LED半年就有可能衰减50%光照度。

所以一定要选择光衰较慢的LED灯，或者选用无极灯、低压钠灯等。

3：

蓄电池的使用寿命也应该考虑在整个路灯系统应用中，一般的蓄电池保修三年或五年，但一般的蓄电池在一年、甚至半年以后就会出现充电不满的情况，有些实际充电率有可能下降到50%左右，这必将影响连续阴雨天时期的夜间正常照明，所以选择一款较好的蓄电池尤为重要。

4：

控制器的选择往往也是被工程商忽略的一个问题，控制器的质量层差不齐，12V/10A的控制器市场价格在100-200元不等，虽然是整个路灯系统中价值最小的部分，但它却是非常重要的一个环节。

控制器的好坏直接影响到太阳能路灯系统的组件寿命以及整个系统的采购成本，

5:

控制器的防水，控制器一般装于灯罩、电池箱中，一般也不会进水，但在实际工程案例中控制器端子的连接线往往因为雨水顺着连接线流入控制器造成短路。

所以在施工时应该注意将内部连接线弯成“U”字型并固型，外部连接线也可以固定为“U”型，这样雨水就无法淋入造成控制器短路，另外还可在内外线接口处涂抹防水胶。

6：

距离市区较远的地方还应该注意防盗工作，很多工程商因为施工疏忽，没有进行有效的防盗，导致蓄电池、电池板等组件被盗，不仅影响了正常照明，也造成了不必要的财产损失。

目前工程案例中被盗居多为蓄电池，蓄电池埋于地下用水泥浇筑是一种有效防盗措施，在灯杆上加装蓄电池箱的最好将其进行焊接加固。

7：

在众多太阳能路灯实际应用中，很多地方的太阳能路灯不能满足正常照明需要，尤其在阴雨天更为突出，除使用了质量较差的相关组件外，另一个主要的原因就是一味降低组件成本，不按需求设计配置，减小电池板和蓄电池的使用标准，所以导致在阴雨天路灯无法提供照明。