2022年论太阳能光伏发电及风光互补发电系统的研究及设计方案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 论太阳能光伏发电及风光互补发电系统的讨论及设计公 司：昆明利亚德科技开发有限公司姓名：丁杰公司地址：昆明市西山区大观路284 号园林规划设计院三楼2022 年 12 月 15 日- 0 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘要：能源是社会活动的物质基础；进入21世纪的人类社会正面临着化石燃料短缺和生态环境严峻污染的局面,廉价的石 油时代已经终止,逐步转变能源的消费结构,大力进展可再生 能源,走可连续进展的道路,新能源的开发利用是人类的共 识；太阳能是一种清洁的自然再生能源,取之不尽,用之不 竭；开发和利用太阳能,既不会显现大气污染,也不会影响自 然界的生态平稳,而且只要阳光所及的地方,都有太阳能可以 利用,太阳能以其长期性,再生性,无污染等优点备受人们的 青睐；与此同时,在当今世界,常规能源逐步削减,而世界人 口逐年增长,科学技术快速进展,在不久的将来,现有的能源 转换系统将不行防止地变换成新的能源；能源是国民经济进展和人民 生活必需的重要物质基础；在过去的200 多年里,建立在煤炭、石油、自然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推 动了人类社会的进展；但是人类在使用化石燃料的同时,也带 来了严峻的环境污染和生态系统破坏；各国纷纷开头依据国 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连续进展的重要内容；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 能源发电系统,具有很好的应用前景；风光互补发电系统近几年引起了很多专家学者的关注,也取 得了肯定的成果,并已经推广到了日常生活中来；风光互补照- 1 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 明供电系统,充分利用绿色清洁能源,实现零耗电、零排放、零污染,产品广泛应用于道路、景观、小区照明及监控、通讯 基站、船舶等领域；本文通过对风光互补发电系统的现状分 析,从发电部分入手,将重点放在了太阳能电池板发电部分,主要通过对太阳能发电原理及太阳能的有关参数的分析运算,太阳能电池板发电电量的运算等分析,为风光互补发电系统提 供了一个很好的基础；并通过对风光互补系统组成的逐步分 析,对风光互补发电系统的做了一个整体的讨论,通过讨论得 出,作为两种新型能源的充分利用系统,风光互补发电系统更 加适合现在的生活需要；关键词：太阳能,太阳能光伏,发电,太阳能光伏发电系统,风光互补发电引言：在人类文明的历史长河中,人类不断地从自然界索 取、探求适合生存和进展所需的各种能源,能源的利用水平折 射出人类文明的进步补发；从原始社会开头,由地区在长达 50 万年的历史中积存下来的化石矿物能源,即常规能源 < 煤、石 油、自然气等）始终是人类所用的能源基础；但是常规能源的 储量整随着人类文明的高度进展而快速枯竭；从资源的角度 看,地球的矿物能源是有限的,安目前消耗的速度计,石油仍可供开采 40 年左右,自然气约60 年,煤可望达200 年；全- 2 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 球能源消耗的年增长率约为 经翻了一番；人们估量,到2% ,近 35 年来世界能源消费量已 2025 年全球能源消耗仍将再增加一倍；这些都提示人们留意到必需开发新的能源；常规能源的大量利用对人类生存环境也有着日趋严峻的破 坏作用；到 20 世纪末人们开头留意到：由于每年燃烧常规能 源所产生的 CO2 的排放量约 210 亿吨左右,已经是地球严峻污 染,而且目前的 CO 2 造成了地球的温室效应,使全球气候变暖 1.5 4.5 , 最严峻的后果是海平面将上升 25 145cm ,沿海 低凹地区将被埋没,这将严峻影响到很多国家的经济、社会和 政治结构；此外,大量燃烧矿物燃料,会在大范畴内形成酸雨,将严 重损害森林和农田,目前全球已有数以千计的湖泊酸性度不断 提高,并已接近鱼类无发生存的地步；酸雨仍损坏石造建筑、破坏古迹、腐蚀金属结构,甚至进入饮用水源,释放出潜在的 毒性金属 < 如铬、铅、汞、锌、铜等）,威逼人类健康；因 此,人类文明的高度进展与生存环境的极度恶化,形成了剧烈的反差；针对以上情形开发和使用新能源< 可再生能源和无污染绿色能源）已是人类目前迫切需要解决的重要问题；虽然目 前人类可利用的新能源如太阳能、风能、地热能、水能、海洋 能等能源形势都是可以满意要求的；但从能源的稳固性、可持 久性、数量、设备成本、利用条件等诸多因素考虑,太阳能和 风能已经成为最为抱负的可再生能源和无污染能源；风能和太- 3 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 阳能都是清洁能源,随着光伏发电技术、风力发电技术的日趋 成熟及有用化进程中产品的不断完善,为风光互补发电系统的 推广应用奠定了基础；风光互补发电系统推动了我国节能环保 事业的进展,促进资源节约型和环境友好型社会的建设；太阳 能作为清洁、无污染、便利易得的可再生建筑能源,越来越受 到人们的青睐,它在建筑中的应用有着其它能源不行比拟的优 越性,正在全球飞速进展；太阳能光伏发电系统安全牢靠、无 噪音、无振动、无污染、无需消耗燃料,无需架设输电线路即 可就地发电供电,建设周期短、牢靠性高、爱护简便,对于缓 解常规能源的短缺和削减环境污染具有重要的意义,目前我国 在太阳能利用方面取得了可喜的成就；由于风力发电和太阳能发电系统均受到外部条件的影响,光 靠独立的风力或太阳能发电系统常常会难以保证系统供电的连 续性和稳固性,因此,在采纳风光互补的混合发电系统来进行 相互补充,实现连续、稳固地供电；风光互补发电以其特殊优 势成为新能源讨论的热点之一；关键词：太阳能,光伏发电,风光互补发电系统- 4 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - - 5 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录第一章前言 . - 1 - 一、太阳能光伏发电系统 . - 1 - 二、风光互补发电系统 . - 1 - 其次章 光伏发电原理 . - 3 - 一、光伏发电原理定义 . - 3 - 二、 光伏效应及原理 . - 3 - 第三章 光伏发电系统的组成 . - 5 - 一、光伏发电系统的组成 . - 5 - 二、太阳能掌握器 . - 5 - 第四章 太阳能光伏发电系统中国现状 . - 7 - 一、太阳能光伏进呈现状 . - 7 - 二、系统优劣 - 8 - 三、 应用领域 - 9 - 第五章风光互补发电系统 - 10 - - 11 - - 10 - 一、风光互补结构原理. 二、风光互补发电系统. - 10 - 三、风光互补发电比单独风力发电或光伏发电有以下优点：四、 应用前景 - 12 - 第六章 太阳能光伏发电和风光互补发电的意义 . - 15 - 一、太阳能光伏发电和风光互补发电现状 . - 15 - 二、太阳能光伏发电和风光互补发电的意义 . - 15 - - 0 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章前言一、太阳能光伏发电系统我国研制太阳能电池始于一九五八年,中国的光伏技术经过四十年的努力,已具有肯定的水平和基础；过去我国边远地区的光伏发电市场主要由国家投资工程和多边救济工程支撑；90 岁月以来,随着边远地区经济进展和农牧民收入水平的提高,边远地区的光伏发电市场也开头向商业化进展；依据世界银行 / 全球环境基金可再生能源商业化工程预备讨论过程中的资料显示,我国西部地区经营太阳能光伏发电系统的各类公司和团体由80 岁月的不足 10 家,进展到1997 年底的 50 多家,其中大多数公司以商业化赢利为目的；这从侧面说明,我国的光伏发电技术已经具有了肯定的市场潜力和市场吸引力；光伏电池发电有离网 独立电站 >和并网 市电并网电站 >两种工作方式；过 去,由于太阳电池的生产成本居高不下,所以光伏电池多用于工业部门 <邮 电、电力、石油、铁路等）和偏远无电地区的中小功率离网用户；随着光伏产 品成本的降低和农牧民收入水平的提高,太阳能光伏市场近年来发生了很大变 化,开头向较大功率的沟通系统和村庄供电系统进展；并且逐步向并网发电以 及和建筑相结合 屋顶发电系统 >的常规发电方向进展,开头由补充能源向替代 能源过渡；太阳能光伏电源的应用领域特别宽阔,从数十瓦的户用照明系统到 电信、电力、铁路、石油、部队等部门通讯设备数千瓦的备用电源系统,甚至 在西藏阿里、安多等地区仍建成几个数十千瓦的集中型太阳能光伏电站；随着我国光伏事业的高速进展和应用领域的拓宽,从事太阳能光伏电源系统集 成设计和安装的技术人员不断增加；由于太阳能光伏电源技术属于跨多学科的 新兴学科,它涉及到气象、光学、半导体、电力、电子、运算机和机械等多种 学科技术,要求从业的技术人员应把握广泛而深化的技术学问,才能合理设计 使用和充分发挥价格较昂贵的光伏系统设备的作用；二、风光互补发电系统最初的风光互补发电系统,就是将风力机和光伏组件进行简洁的组合,由于缺 乏具体的数学运算模型,同时系统只用于保证率低的用户,导致使用寿命不 长；近几年随着风光互补发电系统应用范畴的不断扩大,保证率和经济性要求 的提高,国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工 具软件包；通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出正确的系统配置；其中 colorado state university laboratory 和 national renewable energy 合作开发了 hybrid2 应用软件； hybrid2 本身是一个很杰出的软件,它对一个 风光互补系统进行特别精确的模拟运行,依据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760 小时的模拟运行结果；但是 hybrid2 只是一个功能强大的仿真软件,本身不具备优化设计的功 能,并且价格昂贵,需要的专业性较强；- 0 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一 是功率匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功 率和大于负载功率,主要用于系统的优化掌握；另一是能量匹配的方法,即在 不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量,主要用于系统功率设计；风光互补发电的应用在我国 , 风光互补发电场比较少, 主要集中在青藏高原、内蒙古自治区等偏远地区 , 采纳独立式发电；1998 年和 2000 年 , 我国的长江源自然爱护站分别安装了 600 W/ 400 Wp Wp 为光伏发电功率 > 和1000 W/ 400 Wp 两套独立运行的风光互补发电系统；2004 年 12 月, 华能南澳 54 MW/ 100kWp 风光互补发电场胜利并入当地 10 kV 电网 , 是我国第一个正式投入商业化运行的风光互补发电系统；在城市中, 风光互补发电系统的应用主要是在城市路灯的使用上；尽管风光互补路灯初投资较高 , 但是不需要输电线路和开挖路面做埋管工程 , 不消耗电能 , 从长远来看 , 该系统有明显的经济效益 ；风光互补照明技术在城市道路和景观照明工程上出现蓬勃进展势头 , 国务院公布的 21 世纪进展方案中明确了进展太阳能和风能的战略 , 从决策上也指明白方向；风光互补发电系统仍可以用在高速大路上的路灯、报警电话或信号和道路标志上；博览会场和活动会场的场外照明或景观点缀；海上的辅助电源 , 比如海上导航系统 , 既节约电网建设成本 , 又降低能源损耗；或是在灾难时作通信用、避难紧急指示灯的帮助电源 , 以及需要常常移动的野外作业的工作站等；在用电负荷比较小、用电牢靠性要求不高的远离电网的农村牧区以及海岛 , 一般来说 , 采纳电网供电不太现实 , 从整个社会经济看也是一种铺张；建立小型风光互补发电独立电源系统就可以解决一般的照明、家电产品或者提水等生活和生产用电；在我国 , 离网型风光互补发电系统被广泛地运用于通信系统的中继站；在西北广袤的土地上 , 通信系统的中继站的电源问题在过去始终存在着爱护难和牢靠性低的问题；小型风光互补发电独立电源系统技术的日益成熟从根本上解决了这一问题 , 使得通信系统中继站的无人值守和免爱护成为可能 ,不但降低了运行成本 , 而且提高了系统运行的牢靠性；随着风光互补发电技术的日趋完善 , 其应用范畴也在不断地扩大；- 1 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次章 光伏发电原理一、光伏发电原理定义光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能转变成电能的一种技 术；这种技术的关键元件是太阳能电池；太阳能电池经过串联号进行封装爱护 可形成大面积的太阳电池组件,再协作上功率掌握器等部件就形成了光伏发电 装置；二、 光伏效应及原理假如光线照耀在太阳能电池上并且在界面层被吸取,具有足够能量的 P 型硅和N 型硅中将电子从共价健中激发,以致产生电子- 空穴对；界面层邻近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分别；电子向带正电的 N区和空穴向带负电的 P 区运动；通过界面层的电荷分别,将在 P 区和 N区之间产生一个向外的可测试的电压；此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表；对晶体硅太阳能电池来说,开路电压的典型数值为0.5 0.6V. 通过光照在界面层产生的电子 - 空穴对越多,电力越大；界面层吸取的光越多,界面层即电池 面积越大,在太阳能电池中形成的电流也越大；太阳光照早半导体 p-n 结上,形成新的空穴 - 电子对,在 p-n 结电场的作 用下,空穴由 n 区流向 p 区,电子由 p 区流向 n 区,接通电路后就形成电流；这就是光电效应太阳能电池的工作原理；<一）太阳能发电方式的两种：一种是光 种是光 电直接转换方式；热电转换方式,另一<1）光热电转换方式 通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是 由太阳能集成器将所吸取的热能转换成工质的蒸汽,再驱动汽轮机发电；前一 个过程是光电转换过程,与一般的火力发电一样,太阳能热发电的缺点是效 率很低而成本很高,估量它的投资至少要比一般火电站贵 510倍；<2）光电直接转换方式该方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光电转换的基本设置就是太阳能电池；太阳能电池是一种由于 光生伏特效应而将太阳能直接转化成电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳能光照到光电二级管上时,光电二极管就会把太阳能变成电能,产生电 流；当很多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电 池方阵了；太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵 活性三大优点,太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投 资而长期的使用；与火力发电、核能发点相比,太阳能电池不会引起环境污 染；- 2 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - <二）与常用的发电系统相比,太阳能光伏发电的优点主要表达在：<1）太 阳 能 发 电 被 称 为 最 理 想 的 新 能 源：无枯竭危急； 安全牢靠,无噪声,无污染排放外,肯定洁净 <无公害）；不受资源分布地域的限制,可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；能源质量高；使用者从感情上简洁接受；建设周期短,猎取能源话费的时间短；<2）缺点：照耀的能量分布密度小,即要占用庞大面积；获得的能源铜同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关；以目前的科学技术来讲,利用太阳能来发电,设备成本高,太阳能利用率较低,不能广泛应用,目前主要用在一些特殊环境下,如卫星等；<三）光伏发电系统的设计需要考虑的因素：<1）光伏发电系统需要考虑安装的环境条件以及当地的日光辐射情形；<2）考虑系统需要承担的负载总功率的大小；<3）系统应设计的输出电压的大小以及考虑使用直流仍是沟通；<4）系统每天需要工作的小时数；<5）如遇到没有日光照耀的隐喻天气,系统需连续工作的天数；<6）系统设计,仍需要明白负载的情形,电器是阻性、电容性仍是电感性,以及瞬时启动最大电流的流通量；- 3 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 光伏发电系统的组成一、光伏发电系统的组成太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能掌握器、蓄电池 <组）和太阳能跟踪掌握系统组成；如输出电源为沟通（一） 太阳能电池板220V或 110V,仍需要配置逆变器；太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统 价值最高的部分；其作用是将太阳的辐射才能转换为电能,或送往蓄电池中存 储起来,或推动负载工作；太阳能电池板的质量和成本将直接打算整个系统的 质量和成本；<二）原材料特点电池片：采纳高效率 <16.5%以上）的单晶硅太阳能片封装,保证太阳能电池板发电功率充分；玻璃： 采纳低铁钢化绒面玻璃 又称为白玻璃 >, 厚度 3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范畴内 320-1100nm>透光率达 91%以上,对于大于 1200 nm 的红外光有较高的反射率；此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射,透光率不下降；EVA：采纳加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质 EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂；具有较高的透光率 和抗老化才能；TPT：太阳电池的背面掩盖物氟塑料膜为白色,对阳光起反射作用,因 此对组件的效率略有提高,并因其具有较高的红外发射率,仍可降低组件的工 作温度,也有利于提高组件的效率；当然,此氟塑料膜第一具有太阳电池封装 材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求；边框：所采纳的铝合金边框具有高强度,抗机械冲击才能强；二、太阳能掌握器太阳能掌握器的作用是掌握整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电 爱护、过放电爱护的作用；在温差较大的地方,合格的掌握器仍应具备温度补 偿的功能；其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是掌握器的可选项；- 4 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - （一） 主要特点：<1）、使用了单片机和专用软件,实现了智能掌握；<2）、利用蓄电池放电率特性修正的精确放电掌握；放电终了电压是由放 电率曲线修正的掌握点,排除了单纯的电压掌握过放的不精确性,符合蓄电池 固有的特性,即不同的放电率具有不同的终了电压；<3）、具有过充、过放、电子短路、过载爱护、特殊的防反接爱护等全自 动掌握；以上爱护均不损坏任何部件,不烧保险；<4）、采纳了串联式PWM充电主电路,使充电回路的电压缺失较使用二极管的充电电路降低近一半,充电效率较非 PWM高 3%-6%,增加了用电时间；过 放复原的提升充电,正常的直充,浮充自动掌握方式使系统由更长的使用寿 命；同时具有高精度温度补偿；<5）、直观的 LED发光管指示当前蓄电池状态,让用户明白使用状况；<6）、全部掌握全部采纳工业级芯片 <仅对带 I 工业级掌握器）,能在寒 冷、高温、潮湿环境运行自如；同时使用了晶振定时掌握,定时掌握精确；<7）、取消了电位器调整掌握设定点,而利用了E方储备器记录各工作控制点,使设置数字化,排除了因电位器震惊偏位、温漂等使掌握点显现误差降 低精确性、牢靠性的因素；（二） 蓄电池一般分为铅酸电池和胶体电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电 池或锂电池；其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到 需要的时候再释放出来；（三） 逆变器在很多场合,都需要供应220VAC、110VAC的沟通电源；由于太阳能的直接输出一般都是 12VDC、24VDC、48VDC、96VDC 、192VDC；为能向 220VAC的电器供应电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成沟通电能,因此需要使用 DC-AC逆变器；在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC逆变器,如将 24VDC的电能转换成 5VDC的电能；- 5 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第四章 太阳能光伏发电系统中国现状一、太阳能光伏进呈现状中国光伏发电产业于20 世纪 70 岁月起步, 90 岁月中期进入稳步进展时期；太阳电池及组件产量逐年稳步增加；经过 30 多年的努力,已迎来了快速进展的新阶段；在“ 光明工程” 先导工程和“ 送电到乡” 工程等国家工程及世界光伏市场的有力拉动下,我国光伏发电产业迅猛进展；到 2007 年年底,全国光伏系统的累计装机容量达到10 万千瓦 <100MW）,从事太阳能电池生产的企业达到50 余家,太阳能电池生产才能达到290 万千瓦<2900MW）,太阳能电池年产量达到1188MW,超过日本和欧洲,并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多个环节组成的完整产业链,特殊是多晶 硅材料生产取得了重大进展,突破了年产千吨大关,冲破了太阳能电池原材料 生产的瓶颈制约,为我国光伏发电的规模化进展奠定了基础；2007 年是我国太 阳能光伏产业快速进展的一年；受益于太阳能产业的长期利好,整个光伏产业 显现了前所未有的投资热潮；“ 十二五” 时期我国新增太阳能光伏电站装机容量约1000 万千瓦,太阳能光热发电装机容量 100 万千瓦,分布式光伏发电系统约 1000 万千瓦,光伏电站投资按平均每千瓦 1 万元测算,分布式光伏系统按每千瓦 1.5 万元测算,总投资需求约 2500亿元；尽管我国是太阳能产品制造大国,不过我国太阳能产品只用于出口；在2022 年时,全球太阳能光伏电池年产量1600 万千瓦,其中我国年产量1000 万千瓦；而到 2022 年,全球光伏发电总装机容量超过4000 万千瓦,主要应用市场在德国、西班牙、日本、意大利,其中德国 2022 年新增装机容量 700 万千 瓦；不过,我国太阳能资源特别丰富,相宜太阳能发电的国土面积和建筑物受 光面积也很大,其中,青藏高原、黄土高原、冀北高原、内蒙古高原等太阳能 资源丰富地区占到陆地国土面积的三分之二,具有大规模开发利用太阳能的资 源潜力；太阳能资源丰富、分布广泛,是21 世纪最具进展潜力的可再生能源；随着全球能源短缺和环境污染等问题日益突出,太阳能光伏发电因其清洁、安 全、便利、高效等特点,已成为世界各国普遍关注和重点进展的新兴产业；在此背景下,全球光伏发电产业增长迅猛,产业规模不断扩大,产品成本 连续下降；我国光伏发电产业也得到快速进展,已成为我国为数不多的、可以 同步参加国际竞争、并有望达到国际领先水平的行业；崛起了以尚德电力、英- 6 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 利绿色能源、江西赛维LDK、保利协鑫为代表的一批闻名企业和以江苏、河北、四川、江西四大光伏强省为代表的一批产业基地；因此,企业以往以“ 年度” 为单位进行战略以及策略调整的传统做法,在行业快速变化的今日显 得有些力不从心甚至被动；所以,企业以“ 月度” 为单位,依据行业最新进展 动向适时进行策略乃至战略调整的经营手段,正日益受到很多大型企业治理者 特殊是外资企业治理层的高度重视；二、系统优劣<一）优点：<1）、太阳能取之不尽,用之不竭,地球表面接受的太阳辐射能,能够满足全球能源需求的1 万倍；只要在全球4%沙漠上安装太阳能光伏系统,所发电力就可以满意全球的需要；太阳能发电安全牢靠,不会遭受能源危机或燃料市场不稳固的冲击；<2）、太阳能随处可取,可就近供电,不必长距离输送,防止了长距离输电线路的缺失；<3）、太阳能不用燃料,运行成本很低；<4）、太阳能发电没有运动部件,不易用损坏,爱护简洁,特殊适合于无人值守情形下使用；<5）、太阳能发电不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是抱负的清洁能源；<6）、太阳能发电系统建设周期短,便利敏捷,而且可以依据负荷的增减,任意添加或削减太阳能方阵容量,防止铺张；（二） 缺点：<1）、地面应用时有间歇性和随机性,发电量与气候条件有关,在晚上或 阴雨天就不能或很少发电；<2）、能量密度较低,标准条件下,地面上接收到的太阳辐射强度为 1000W/M2；大规格使用时,需要占用较大面积；<3）、价格比较贵,为常规发电的315 倍,初始投资高；<4）、后期投资较大,储能的蓄电池平均每 2-3 年要更换一次；- 7 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 三、 应用领域<一）、用户太阳能电源：<1）小型电源 10-100W不等,用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电,如照明、电视、收音机等； <2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；<3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、浇灌： <4）太阳能净水器：解决无电地区的饮水、净化水质问题；<二）、交通领域如航标灯、交通 灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速大路道班供电等；/铁路信号灯、交通警示 /标志 /铁路无线电话亭、无人值守<三）、通讯 /通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维 护站、广播 /通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通 信机、士兵 GPS 供电等；<四）、石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极爱护 太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等；<五）、家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登 山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯、投射灯等 <六）、光伏电站： 10KW-50MW 独立光伏电站、风光 <柴）互 补电站、各种大型停车厂充电站等；<七）、太阳能建筑将太阳能发电与建筑材料相结合,使得将来 的大型建筑实现电力自给,是将来一大进展方向；- 8 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - <八）、其他领域包括：<1）与汽车配套：太阳能汽车/ 电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；<2）太阳能制氢加燃料电池的再生发电系统； <3）海水淡化设备供电； <4）卫星、航天器、空间太阳能电站等；第五章 风光互补发电系统一、风光互补结构原理风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、掌握器、蓄 电池、逆变器、沟通直流负载等部分组成,系统结构图见附图；该系统是集风 能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能掌握技术为一体的复合可 再生能源发电系统；风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能,通过风力发电机将机械 能转换为电能,再通过掌握器对蓄电池充电,经过逆变器对负载供电；光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能,然后对蓄 电池充电,通过逆变器将直流电转换为沟通电对负载进行供电；逆变系统由几台逆变器组成,把蓄电池中的直流电变成标准的 220v 沟通 电,保证沟通电负载设备的正常使用；同时仍具有自动稳压功能,可改善风光 互补发电系统的供电质量；掌握部分依据日照强度、风力大小及负载的变化,不断对蓄电池组的工作 状态进行切换和调剂：一方面把调整后的电能直接送往直流或沟通负载；另一 方面把余外的电能送往蓄电池组储备；发电量不能满意负载需要时,掌握器把 蓄电池的电能送往负载,保证了整个系统工作的连续性和稳固性；蓄电池部分由多块蓄电池组成,在系统中同时起到能量调剂和平稳负载两 大作用；它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起 来,以备供电不足时使用；风光互补发电系统依据风力和太阳辐射变化情形,可以在以下三种模式下 运行：风力发电机组单独向负载供电；光伏发电系统单独向负载供电；风力发 电机组和光伏发电系统联合向负载供电；二、风光互补发电系统<一）风力资源仍是太阳能资源都是不确定的,由于资源的不确定性,风力发电 和太阳发电系统发出的电具有不平稳性,不能直接用来给负载供电；为了给负载供应稳固的电源,必需借助蓄电池这个“ 中枢” 才能给负载供应稳固的电源,由蓄电池、太阳能电池板、风力发电机以及掌握器等构成的智能型风光互补发- 9 - / 26 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电系统能将风能和太阳能在时间上和地域上的互补性很好的连接起来；<二）风光互补掌握器由主电路板和掌握电路板两部分组成；主电路板主要包括不控整流器、 dc/dc变换器、防反充二极管等；掌握电路板中的掌握芯片为pic16f877a 单片机,它负责整个系统的掌握工作,是掌握核心部分,其外围电路包括电压、电流采样电路,功率管驱动电路,爱护电路,通讯电路,帮助电源电路等；风力发电机输出的三相沟通电接u、v、w,经三相不控整流器整流和电容 c0 稳压后给蓄电池充电； sp、 sn 分别为太阳能电池板的正、负极接线 端子, d1 为防反充二极管,其作用是防止蓄电池电压和风力发电机的整流电压 对太阳能电池阵列反向灌充,确保太阳能电池的单向导电性；r0 是风力发电机 的卸荷电阻,当风速过高时,风力发电机输出电压大于蓄电池过充电压,单片 机输出脉冲 pwm>来掌握 q3 开通,使余外的能量被消耗在卸荷电阻上,从而保 护蓄电池；二极管 d2 和保险丝 f1 是为了防止蓄电池接反,当蓄电池接反时,蓄电池通过 d2 与 f1 构成短路回路,烧毁保险丝而切断电路,从而爱护掌握器和蓄电池；主电路中间部分是两个输出并联的buck 型 dc/dc 变换器,为了抑制 mosfet管因过压、 du/dt或者过流、 di/dt产生的开关损耗,本设计的dc/dc 变换器采纳具有缓冲电路的buck 变换器；主电路是由两个相互独立输出端并联的 buck 电路组成,一路是光伏发电系统主电路,一路是风力发电系统 主电路；缓冲电路由于电路中存在分布电感和感性负载,当 mos 管关断时,将 会在 mos 管上产生很大的浪涌电压；为了排除浪涌电压的危害,提高 mos管工 作牢靠性和效率,常用的方法是使用缓冲电路；随着社会的进展