小型风光互补发电系统与应用
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2023风光互补发电系统发展趋势:风光互补发电系统广泛应用显示,风光互补发电系统利用了风能和太阳能资源的互补性的新型能源发电系统。
这种绿色又环保的可持续进展能源将会被国家大力推动。
风光互补发电系统是独立电源系统太阳能和风能是最普遍的自然资源,也是取之不尽的可再生能源。
风能是太阳能在地球表面的另外一种表现形式,由于地球表面的不同形态对太阳光照的吸热系数不同,在地球表面形成温差,地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。
因此,太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。
白天太阳光最强时,风很小,晚上太阳落山后,光照很弱,但由于地表温差变化大而风能加强。
在夏季,太阳光强度大而风小,冬季,太阳光强度弱而风大。
太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性,风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。
风光互补发电系统解决供电问题通过对风能和太阳能这两种进展相对较好的能源的综合考虑,得出这两种能源的互补合作形成了一种新的发电模式,增加了对环境和气候的适应力量,可以在夜间、雨雪等简单天气条件下持续发电。
风能和太阳能可以互补,更科学,更经济,更有用。
风光互补发电系统应用广泛,优势明显,可以在相同的供电环境下降低电池容量,通过两种能源的互补使电流输出更加稳定,互补发电可以满意系统的供电,削减传统发电设备的应用,经济、社会和环境效益优势明显。
对于偏远地区,风光互补发电技术可以解决供电问题,供应稳定的电力服务,促进区域经济进展。
同时,目前已经进展起来的路灯和景观照明为人们供应了生活的便利,该技术在通信基站中的应用也促进了地区的进展。
风光互补发电系统解决一体化问题风光互补发电可用于槽式发电,与蝶式和塔式发电相比,效率更高,容量规模更大,对商业化规模和技术要求更低。
是目前比较成熟、应用比较广泛的CSP 技术。
合理利用风光互补发电系统的优势,有利于解决风能和太阳能一体化中的难题,同时可以建立新能源电力系统的框架和解决方案,对新能源的形成和大规模利用开发起到借鉴作用。
风光互补发电系统的应用及优化设计摘要:随着我国经济不断发展,对能源的需求也在不断增加,而传统的矿物能源存量有限且不能再生,因此研究和开发新能源技术是趋势所在。
风光互补发电系统是利用风能和太阳能互补性强的特点,由风力发电机、太阳能电池、控制器、蓄电池组、逆变器等组成的一个发电系统,可将电力供给负载使用。
风电互补发电系统的应用主要是因为太阳能及风能之间的天然互补优势,使得该系统成为有着资源条件较好及能源匹配度较高的独立电源系统。
风电互补发电系统具备可再生能源、绿色能源、设备安装简单、性价比高以及维护方面等优点,使得其具备了更大的竞争优势,在各个行业中的推广程度也在大范围的增加。
关键词:风光互补发电系统;问题;优化;应用1、风光互补发电系统控制风光互补发电系统中风力发电与光伏发电起到核心的作用,准确实现风光互补,分析如下:1.1风力发电控制风力发电控制较为复杂,由于其在互补发电系统中较容易受到外界因素的干扰,所以稳定性偏弱,产生耦合干扰,需着重控制风力发电的过程,才可保障其在风光互补发电系统中的控制性。
例如:风力发电机组的功率控制,如果实际风速大于额定设置,此时需要严谨控制机组功率,确保风力发电控制在额定状态,保障风力发电的功率稳定,才可确保风光互补发电系统处于高效控制的状态中,相反风速小于额定设置时,需要启动机组功率控制的变桨距,以此来对比输出与额定数值,调节并控制风力发电的功率,通过变桨距的角度控制,提供适度的功率需求。
1.2光伏发电控制光伏发电子系统是风光互补发电的另外一部分,共同控制风光发电的系统功率。
分析风光互补发电系统的功率可以得出,维持系统最大的功率状态,必须实现负载阻抗与光伏发电的电阻相等,由此保障光伏发电的功率处于最大化[2]。
如果光伏发电的功率最大,就需要适当的控制方法,调控系统的发电功率。
光伏发电的系统利用了跟踪控制的方法,分析外界环境因素对光伏发电系统的影响,随时跟踪光伏发电功率的变化,通过控制负载阻抗,提高系统功率输出的能力,满足系统控制的需求,即使光伏发电系统未处于适当的天气环境中,也可以在跟踪控制的作用下,保持最大功率的效益。
风光互补供电系统在农村地区的应用案例研究近年来,随着可再生能源技术的迅速发展和广泛应用,风光互补供电系统在农村地区得到了广泛应用和认可。
这种系统通过将风能和太阳能资源有效地融合利用,为农村地区提供可靠、稳定且清洁的电力供应。
本文将以一些具有代表性的案例研究为基础,探讨风光互补供电系统在农村地区的应用效果及其带来的益处。
1. 案例一:中国西北地区某农村村庄供电项目该村庄位于中国西北地区,地处高原山区,远离电网供电。
传统的柴油发电机供电方式既不环保,也成本高昂。
为解决该农村村庄的供电问题,一家新能源公司实施了风光互补供电系统项目。
该项目通过安装风力发电机和太阳能光伏板,将风能和光能资源有效地转化为电能,为该村提供稳定的电力供应。
该项目的实施后,农村村民们的生活发生了翻天覆地的变化。
过去常年依赖柴油发电机的他们,现在可以享受稳定、清洁的电力供应。
电力供应的改善使得他们可以使用电热器具加热住房、照明设备和电力机械,提高了生产效率和生活质量。
此外,使用风光互补供电系统还有益于环境保护,大量减少了二氧化碳等温室气体的排放,有助于减缓气候变化。
2. 案例二:非洲某发展中国家农村地区的能源解决方案在非洲某发展中国家,农村地区长期以来面临着能源供应不稳定的问题。
大部分农村地区依赖于传统和不可持续的能源方式,如柴油发电机和蜡烛。
这种能源供应的不稳定不仅对农民的生产经营造成了困扰,也削弱了他们的生活质量。
为解决这一问题,一家国际组织实施了风光互补供电系统项目。
通过在农村地区安装风力发电机和太阳能光伏板,该项目为农村地区提供了可靠的电力供应。
该项目还提供了培训,使得农民们能够了解和掌握风光互补供电系统的运行和维护。
经过一段时间的运行,该项目取得了显著的成功。
该项目的成功引起了国家政府的重视,并得到了进一步扩展。
如今,该国的政府已经制定了相应政策,推动风光互补供电系统在农村地区的大规模应用,改善了农民的生活条件,促进了乡村经济的发展。
小型风光互补发电系统的研究与应用【摘要】小型风光互补发电系统作为独立电源系统和清洁的供电系统,在资源利用以及系统配置有它的合理性,因此有着广泛的应用前景。
本文分析了风光互补发电系统,包括相关工作原理、合理配置和系统的优化设计等,概括叙述了以及该系统在国内的应用前景。
【关键词】风能;太阳能;风光互补;发电系统;研究与应用能源是国民经济发展和人民生活必须的物质基础,在过去的200多年里,建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。
但是人类在使用化石燃料的同时,带来了严重的环境污染和生态系统破坏。
近年来,世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性,更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏,各国纷纷开始根据国情,治理和缓解已经恶化的环境,并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。
风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性,具有较高性价比的一种新型能源发电系统,具有很好的应用前景。
1.小型风光互补发电系统工作原理小型风光互补发电系统,它由风力发电机组、太阳能光伏方阵、控制器、蓄电池、逆变器等组成。
当风力达到一定的风速时,风力发电机组将风能转换为交流形式的电能,但由于所产生的交流电压不是很稳定,所以必须通过整流器整流,给蓄电池充电。
光伏方阵则是由若干太阳电池板串联和并联构成,其作用是将太阳能直接转换成直流形式的电能,并向蓄电池充电,蓄电池起着储存和调节电能的作用,当日照充足或者风力很大导致产生的电能过剩时,蓄电池将多余的电能储存起来;当系统发电量不足或者负荷用电量增加时,则由蓄电池向负荷补充电能,并保持供电电压的稳定。
因此需要设计专门的控制装置,该装置可根据日照的强弱、风力的大小以及负荷的变化,不断对蓄电池的工作状态进行切换和调节,使其在充电、放电或浮充电等多种工况下交替运行,以保证风力、光伏及互补发电系统工作的连续性和稳定性。
而对于直流负荷或者交流负荷,还可以实现两者之间的相互转换。
风光互补供电系统的优势与应用前景分析随着全球能源需求不断增长以及环境问题日益突出,可再生能源成为解决能源和环境难题的重要方向之一。
在可再生能源中,风能和光能是最为常见且具有广阔应用前景的两种形式。
而将风能和光能相结合,以构建风光互补供电系统,不仅可以解决单一能源波动性强、不稳定的问题,还可以进一步提高能源的利用效率。
本文将对风光互补供电系统的优势与应用前景进行分析。
首先,风光互补供电系统的优势在于综合利用两种能源。
风能和光能是地球上常见的两种可再生能源,它们之间具有互补性。
在风能资源丰富的地区,往往太阳能资源相对较少;而在太阳能资源充足的地区,风能资源可能有限。
通过将风能和光能相结合,可以充分利用两种能源的特点,实现能源的互补,从而提高供电系统的可靠性和稳定性。
其次,风光互补供电系统具有较高的整体能源利用效率。
由于风能和光能的波动性,单独利用这两种能源存在能源浪费的问题。
但是通过建立风光互补供电系统,可以有效地平衡风能和光能之间的差异,实现能量的转化和储存。
例如,在风速较高时,风能发电可以满足电力需求,并将多余的能量储存起来;而在晴天或风速较低时,太阳能发电可以为供电系统提供能量。
通过充分利用两种能源的优势,风光互补供电系统可以提高能源的利用效率,减少能源浪费。
此外,风光互补供电系统在应对能源供应问题上具有优势。
随着人口的增长和工业化进程的推进,对能源的需求呈现快速增长的趋势。
然而,传统能源资源的有限性导致了对能源供应的紧迫需求。
风光互补供电系统作为一种新型的能源供应方式,可以有效地利用可再生能源,从而减少对传统能源的依赖。
此外,风光互补供电系统具有分散布置和模块化等特点,能够满足不同规模和需求的能源供应,减少对传统电网的压力。
风光互补供电系统的应用前景广阔。
随着技术的不断进步和成本的降低,风光互补供电系统的应用将会得到进一步推广。
特别是在偏远地区和农村地区,传统电网建设成本较高且供电不稳定,风光互补供电系统可以成为提供可靠、清洁能源的重要选择。
风光互补发电系统的应用与发展2023-11-10•风光互补发电系统概述•风光互补发电系统在能源领域的应用•风光互补发电系统在环保领域的应用•风光互补发电系统的技术发展与挑战•风光互补发电系统的未来发展趋势及展望风光互补发电系统概述定义风光互补发电系统是一种利用太阳能和风能发电的系统,它结合了太阳能光伏发电和风力发电两种技术,旨在实现可再生能源的持续、稳定供电。
特点风光互补发电系统具有较高的能源利用效率和较低的碳排放,同时具有较好的供电稳定性和可靠性,能够满足不同领域和场景的能源需求。
风光互补发电系统的定义与特点组成风光互补发电系统主要由太阳能电池板、风力发电机、储能电池、逆变器、控制系统等组成。
工作原理在有阳光和风力的情况下,太阳能电池板和风力发电机分别将光能和风能转化为电能,通过逆变器将直流电转换为交流电,最终实现向电网供电。
储能电池则用于在供电不足时提供电力补充。
风光互补发电系统的组成及工作原理0102农村供电在偏远地区和农村地区,由于地理和气候条件限制,传统供电方式难以覆盖,风光互补发电系统成为一种理想的供电解决方案,能够满足农村居民的基本生活用电需求。
城市小区供电在城市的小区和居民区,由于空间和环境限制,传统的供电方式难以满足需求,而风光互补发电系统则能够实现绿色、环保、高效的能源供应。
交通设施供电高速公路、桥梁、隧道等交通设施的供电系统通常难以覆盖,而风光互补发电系统则能够实现稳定、可靠的供电,保障交通设施的正常运行。
野外设施供电野外的工作站、观测站等设施通常缺乏常规电力供应,风光互补发电系统成为一种理想的供电解决方案,能够满足野外设施的基本用电需求。
海岛供电在远离大陆的海岛地区,由于地理和气候条件限制,传统供电方式难以覆盖,风光互补发电系统成为一种理想的供电解决方案,能够满足海岛居民的基本生活用电需求。
风光互补发电系统的应用范围030405风光互补发电系统在能源领域的应用总结词解决偏远地区供电问题,提高能源供应的可靠性和稳定性。
风光互补发电技术的研究与应用1. 随着全球气候变化问题的日益严重,清洁能源的发展变得尤为重要。
2. 可再生能源被认为是解决能源危机和环境问题的有效途径之一。
3. 风能和光能作为两种主要的可再生能源,在全球范围内得到广泛应用。
4. 然而,由于气候和地理等因素的限制,单一的可再生能源系统往往表现出不足,无法满足能源需求。
5. 此时,风光互补发电技术应运而生,被视为解决可再生能源波动性和不稳定性的重要方式。
6. 风光互补发电技术是指在同一地域内,通过风能和光能互补发电,以实现能源的平稳供应。
7. 据研究显示,风光互补发电技术在提高电力系统的可靠性和稳定性方面具有显著效果。
8. 风光互补发电技术的研究和应用对于推动可再生能源发展、减少对化石燃料的依赖具有重要意义。
9. 风光互补发电技术的研究主要围绕着风力发电和光伏发电的互补性展开。
10. 风力发电和光伏发电在不同的时间、地点表现出不同的特点,互补性使得二者可以相互补充,提高整体发电效率。
11. 风力发电和光伏发电的互补性可以从日、月、季节乃至年度尺度进行分析和研究。
12. 日尺度上,一天中的风力和光照强度有着明显的变化规律,互补发电可以实现全天候电力供应。
13. 月尺度上,不同月份光照和风力受季节影响呈现出不同的变化趋势。
14. 季节尺度上,夏季阳光强烈但风力较弱,冬季风力较强却光照相对减少。
15. 年度尺度上,风力和光照的变化与气候的季节变化一致,互补发电技术可以克服季节性能源供应的不足。
16. 不同地域的风力和光伏资源也存在差异,合理规划布局风光互补发电系统可以发挥其最大优势。
17. 风光互补发电技术在实际应用中也面临一些挑战,如系统优化设计、输电线路规划等问题。
18. 风光互补发电技术的研究需要结合电力系统运行机理、地理信息系统等多学科知识。
19. 未来,随着风力发电和光伏发电技术的不断发展和成熟,风光互补发电技术有望成为主流的可再生能源发电方式。
小型风光互补发电系统的研究与应用【摘要】小型风光互补发电系统作为独立电源系统和清洁的供电系统,在资源利用以及系统配置有它的合理性,因此有着广泛的应用前景。
本文分析了风光互补发电系统,包括相关工作原理、合理配置和系统的优化设计等,概括叙述了以及该系统在国内的应用前景。
【关键词】风能;太阳能;风光互补;发电系统;研究与应用能源是国民经济发展和人民生活必须的物质基础,在过去的200多年里,建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。
但是人类在使用化石燃料的同时,带来了严重的环境污染和生态系统破坏。
近年来,世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性,更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏,各国纷纷开始根据国情,治理和缓解已经恶化的环境,并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。
风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性,具有较高性价比的一种新型能源发电系统,具有很好的应用前景。
1.小型风光互补发电系统工作原理
小型风光互补发电系统,它由风力发电机组、太阳能光伏方阵、控制器、蓄电池、逆变器等组成。
当风力达到一定的风速时,风力发电机组将风能转换为交流形式的电能,但由于所产生的交流电压不是很稳定,所以必须通过整流器整流,给蓄电池充电。
光伏方阵则是由若干太阳电池板串联和
并联构成,其作用是将太阳能直接转换成直流形式的电能,并向蓄电池充电,蓄电池起着储存和调节电能的作用,当日照充足或者风力很大导致产生的电能过剩时,蓄电池将多余的电能储存起来;当系统发电量不足或者负荷用电量增加时,则由蓄电池向负荷补充电能,并保持供电电压的稳定。
因此需要设计专门的控制装置,该装置可根据日照的强弱、风力的大小以及负荷的变化,不断对蓄电池的工作状态进行切换和调节,使其在充电、放电或浮充电等多种工况下交替运行,以保证风力、光伏及互补发电系统工作的连续性和稳定性。
而对于直流负荷或者交流负荷,还可以实现两者之间的相互转换。
2. 小型风光互补发电系统的合理性
2.1资源利用的合理性
太阳能和风能是大自然中存在的最普遍的自然资源,也是取之不尽的可再生能源。
太阳能是由于太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量,而风能则是太阳能在地球表面的一种表现形式,由于地球表面的不同形态对太阳光照的吸收能力不同,所以在地球表面形成温度差,从而形成空气对流而产生风能。
太阳能和风能在时间分布上有很强的互补性。
在白天,太阳光最强而风很小,在晚上,光照很弱而风能有所加强;在夏季,太阳光强度大而风小,在冬季,太阳光强度弱而风大。
太阳能和风能在时间上的互补性使得风光互补发电系统在资源利用上具有很好的匹配性。
2.2 系统配置的合理性
风光互补发电系统是由风电系统与光电系统组成的联合供电系统。
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,而发电系统各部分容量的合理配置则对保证发电系统的可靠性非常重要。
一般来说来,系统配置应考虑以下几个方面的因素:(1)太阳能和风能的资源状况,以及项目实施地的太阳能和风能的资源状况则是系统光电板和风机容量选择的另一个依据。
一般根据资源状况来确定光电板和风机的容量系数,再按用户的日用电量确定容量的前提下再考虑容量系数,最后光电板和风机的容量。
(2)用电负荷的特征,发电系统则是为满足用户的用电要求而设计的,要为用户提供可靠的电力,就必须认真分析用户的用电负荷特征。
主要是了解用户的最大用电负荷和平均日用电量。
最大用电负荷是选择系统逆变器容量的依据,而平均日发电量,则是选择风机及光电板容量和蓄电池组容量的依据。
简而言之,风光互补发电系统是最合理的独立电源系统,这种合理性表现在资源配置最合理,技术方案最合理,性能价格最合理。
3.小型风光互补系统的优化设计思路
衡量风光互补发电系统优劣的主要指标是其可靠性和经济性,因此必须通过科学分析,使系统既能长期满足用户的负载需要,又能使系统配置的容量最小,具有最佳的经济性。
对于全年负载平均的固定光伏方阵,设计时不能以固定值作为太阳电池方阵的最佳倾角,而应当参考当地的太阳能资源、风力资源的全年分布情况,以
及负载供电要求的实际全年分布情况确定。
根据不同的倾角、蓄电池维持天数、用户负载、最小化投资等参数,通过编制的计算机软件进行循环计算,得出系统最优配置,使设备初期总投资达到最低。
设备初期总投资主要是风力发电机组、太阳能电池、蓄电池,以及其他一些设备的总成本。
可由式(1)表示:
(1)
式中:—太阳能电池组件的单价;—太阳能电池组件的个数;—蓄电池个数;—风力发电机的单价;—风力发电机的个数;—其他附件,如控制逆变器、显示器、工控机、机械结构、连接电缆等。
4. 小型风光互补发电系统的应用
在我国小型风光互补发电系统主要应用在农村的生活和生产用电、半导体室外照明中的应用、航标上的应用、道路监控摄像机电源中、通信基等中的应用。
(1)无电农村的生活、生产用电
中国现有9亿人口生活在农村,其中5%左右目前还未能用上电。
而在中国无电乡村往往位于风能和太阳能蕴藏量丰富的地区,因此利用风光互补发电系统解决用电问题的潜力十分很大。
此外,利用风光互补系统开发储量丰富的可再生能源,可以为广大边远地区的农村人口提供最适宜,同时也最便宜的电力服务,从而促进贫困地区的可持续发展。
(2)半导体室外照明中的应用
在目前世界上,室外照明工程的耗电量占全球发电量的12%左
右,而在全球日趋紧张的能源和环保背景下,它的节能工作日益引起全世界的关注。
室外道路照明工程主要包括:车行道路照明工程、小区道路照明工程等。
(3)通信基站中的应用
目前我国许多海岛、山区等地远离电网,但由于当地渔业、旅游、航海等行业有通信需要,需要建立通信基站。
这些基站用电负荷都不会很大,假若采用市电供电,架杆铺线代价很大;假若采用柴油机供电,存在柴油储运成本高、可靠性不高以及系统维护困难的问题。
而太阳能和风能在时间上和地域上都有很强的互补性,海岛风光互补发电系统是可靠性、经济性较好的独立电源系统,适合用于通信基站供电。
(4)监控摄像机电源中的应用
应用风光互补发电系统为道路监控摄像机提供电源,不仅节能,而且不需要铺设线缆,减少了线缆被盗了可能;同时有效防止输电线路盗窃事件的发生,从而使高速公路经营单位的运营成本大大降低。
5.经验总结
目前,随着我国风光互补发电系统各方面技术的不断提高,以及相关产品质量和效率的不断提高,风光互补发电系统的市场竞争能力也会不断增强,将逐渐从偏远地区向城市过渡,由补充能源向替代能源发展。
到21世纪中叶,该分布式发电形式将在能源的消费结构中占有相当大的份额,具有十分广阔的发展前景。
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