1、風(fēng)光互補技術(shù)介紹和應(yīng)用,目錄,目前存在的問題,隨著世界能源危機的加劇，各國都在尋求解決能源危機的辦法，一條道路是尋求新能源和可再生能源的利用；另一條是尋求新的節(jié)能技術(shù)，提高能源的利用效率。 各種無線通信設(shè)備時常建設(shè)在荒無人煙的地方，常常沒有市電的供應(yīng)，或者市電時常無法正常供應(yīng)的偏僻地區(qū)。這些地區(qū)會因為電力得不到正常供應(yīng)而導(dǎo)致無線通信設(shè)備無法工作。,正在使用的供電系統(tǒng),市電供電 （適合城鎮(zhèn)）,太陽能供電 （適合陽光充足地區(qū)）,風(fēng)力供電 （適合風(fēng)資源從組地方）,目前主流的供電系統(tǒng)大致可以分為三類：,市電供電,優(yōu)點,缺點,直接從市電取電，設(shè)計安裝簡便,局限在取市電方便的地區(qū) 無法適應(yīng)供電不穩(wěn)定的區(qū)域

2、 使用市電電費成本高,市電供電是運用比較廣泛的供電方式：,太陽能供電,工作原理：利用太陽電池有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)換成電能的直接發(fā)電方式稱之為太陽能光伏發(fā)電。,太陽能通信設(shè)備的應(yīng)用,工作原理為：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，提供給負載工作的能量，同時將多余的能量儲存到蓄電池中。夜間，不能進行光電轉(zhuǎn)換，則蓄電池中的電量釋放出來供給負載工作。,統(tǒng)中電池板，蓄電池和負載分別接到控制器的相應(yīng)接口，由控制器控制負載的工作和蓄電池的充放電。,太陽能供電,優(yōu)點,缺點,適應(yīng)環(huán)境能力稍強 利用天然的太陽能源,局限在陽光充足的地區(qū) 成本較高 適應(yīng)能力仍然不足,風(fēng)力供電

3、,風(fēng)力發(fā)電機工作原理：是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。,風(fēng)力供電工作原理,風(fēng)力發(fā)電機的組成：風(fēng)力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成，配備偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等配置，安裝在一定高度的塔干上，組成小型離網(wǎng)風(fēng)機。,工作原理為：在起風(fēng)的情況下，葉片在有風(fēng)推動的情況下發(fā)生將機械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電量，提供給負載工作的能量，同時將多余的能量儲存到蓄電池中。若沒有風(fēng)力的情況下，則蓄電池中的電量釋放出來供給負載工作。,風(fēng)力供電通信系統(tǒng)的應(yīng)用,風(fēng)力供電系統(tǒng),優(yōu)點,缺點,適應(yīng)環(huán)境能力稍強 利用天然的風(fēng)能 成本相對較低,局限在風(fēng)力充足的地區(qū) 穩(wěn)定性不夠

4、適應(yīng)能力仍然不足 風(fēng)力大小情況復(fù)雜，設(shè)備易損壞,新的需求,市電供電,太陽能供電,風(fēng)力供電,我們迫切需要一種適應(yīng)力強，可靠性穩(wěn)定，成本相對較低，能源利用率高的新型供電系統(tǒng),新的需求,成本高,可靠性低,適應(yīng)力弱,日照等級山西,從這張全國日照等級圖中可以看出山西的日照等級屬于中等水平：,風(fēng)功率密度圖內(nèi)蒙,風(fēng)光互補出現(xiàn)的背景,供電系統(tǒng)新的需求,山西的日照強度,山西的風(fēng)力情況,新的風(fēng)光互補供電系統(tǒng),風(fēng)光互補系統(tǒng),我公司根據(jù)多年提供風(fēng)光互補系統(tǒng)的匹配方案，經(jīng)過認真分析，參照其正常使用的“福建移動”“寧夏移動”“西藏移動”為山西公司設(shè)計風(fēng)光互補無人值守基站、直放站。,目錄,基本結(jié)構(gòu),風(fēng)光互補的基本構(gòu)造如下：

5、,基本設(shè)計原理,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)可以很好的解決無線通信系統(tǒng)的供電問題,新型風(fēng)機,水平軸風(fēng)力發(fā)電機,啟動風(fēng)速高 噪音大 抗風(fēng)能力差 受風(fēng)向影響,傳統(tǒng)風(fēng)機,垂直軸風(fēng)力發(fā)電機,新型結(jié)構(gòu)和材料 微風(fēng)啟動 無噪音 抗12級以上臺風(fēng) 不受風(fēng)向影響,新型風(fēng)機,新技術(shù)優(yōu)勢,新型風(fēng)機的優(yōu)勢,原始的水平軸風(fēng)力發(fā)電機的葉片設(shè)計目前普遍采用的是動量葉素理論，但

6、是由于葉素理論忽略了各葉素之間的流動干擾，同時在應(yīng)用葉素理論設(shè)計葉片時都忽略了翼型的阻力，這種簡化處理的造成了結(jié)果的不準(zhǔn)確性，風(fēng)輪各葉片之間的干擾也十分強烈，整個流動非常復(fù)雜，僅僅依靠葉素理論是完全沒有辦法得出準(zhǔn)確結(jié)果的。 垂直軸風(fēng)輪的流動比水平軸更加復(fù)雜，是典型的大分離非定常流動，每個截面的扭角，葉片的每個截面都一樣德所以可以用CFD方法來設(shè)計，簡化成二維情況。 從設(shè)計方法上講， 垂直軸風(fēng)力發(fā)電機要比水平軸的先進的多。,新型風(fēng)機原理上的差異,水平軸風(fēng)機利用率在 23%-29%左右，而垂直軸風(fēng)輪的風(fēng)能利用率在 40%以上。 水平軸起動風(fēng)速一般在 45 米/秒之間，最大的居然達到了 5.9 米/

7、秒垂直軸起動風(fēng)速只需要 2 米/秒，這無疑要比上述的水平軸風(fēng)力發(fā)電機好的多。 平軸風(fēng)力發(fā)電機的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程中，葉片所受的就是一個交變載荷，這對葉片的疲勞強度非常不利；垂直軸風(fēng)輪的葉片在旋轉(zhuǎn)的過程中的受力情況要比水平軸的好的多，由于慣性力與重力的方向始終不變，因此疲勞壽命要比水平軸的長。 水平軸的發(fā)電機都置于幾十米的高空，這給發(fā)電機的安裝和維護檢修帶來了很多的不便。垂直軸的發(fā)電機可以放在風(fēng)輪的下部或是地面，便于安裝維護。,新型風(fēng)機的優(yōu)勢,根據(jù)中國空氣動力研究與發(fā)展中心作過相關(guān)的風(fēng)洞實驗看出其差異：,利用率的差別,啟動風(fēng)速的差別,使用壽命的差別,安裝的差別,風(fēng)機產(chǎn)品介紹,風(fēng)機的種類很多，公

8、司生產(chǎn)的產(chǎn)品非常適合于室外的供電。,風(fēng)機的種類,風(fēng)機類型有200W、300W、500W、1KW等一系列產(chǎn)品選擇。,基本工作原理,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載工作。,在夜晚，葉片在風(fēng)推動下發(fā)生將機械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電量，提供給負載工作的能量，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)生將機械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電量，提供給負載工作的能量，同時將多余的能量儲存到蓄電池中。,實現(xiàn)了無縫隙供電,概率較小,目錄,系統(tǒng)的比較,

9、技術(shù)優(yōu)勢蓄電池壽命長,風(fēng)力發(fā)電還是光電都存在著一個很大的缺陷，就是資源的不確定性導(dǎo)致發(fā)電與用電負荷的不平衡，風(fēng)電和光電系統(tǒng)都必須通過蓄電池儲能才能穩(wěn)定供電，但每天的發(fā)電量受天氣的影響很大，會導(dǎo)致系統(tǒng)的蓄電池組長期處于虧電狀態(tài)，這也是引起蓄電池組使用壽命降低的主要原因。,無縫隙供電,解決方式,風(fēng)光互補系統(tǒng),風(fēng)光互補系統(tǒng)的特點,1. 不必拉設(shè)電線，不必挖開馬路，安裝使用方便。 2. 獨立系統(tǒng)一次性投資，可保證二十年不間斷供電（蓄電池一般為5年需更換）。 3. 免維護，無任何污染。 4. 并網(wǎng)系統(tǒng)可省去蓄電池組，直接并入電網(wǎng)。,風(fēng)光系統(tǒng)成本,太陽能與風(fēng)能的互補性強，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng) 在資源上彌補了風(fēng)

10、電和光電獨立系統(tǒng)在資源上的缺陷。 同時，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，所以風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的造價降低，系統(tǒng)成 本趨于合理。 使用了風(fēng)力和太陽能兩種適應(yīng)力較高供電能源 想不單一的太陽能供電，減少了太陽能電池板的使用， 降低了成本。,風(fēng)光系統(tǒng)的優(yōu)勢,成本,穩(wěn)定,質(zhì)量,減少太陽能電池板的使用 降低維護費用 不需繳納電費,提高蓄電池的使用壽命 使用兩種無污染能源，能源利用率很高,兩種能源的無間隙供電提高供電的穩(wěn)定性 使用新型風(fēng)力發(fā)電機，降低故障,太陽能電池板的安裝,太陽板 太陽板支架牢固地固定在支架上。 太陽板電纜線應(yīng)按規(guī)定穿到太陽板支架里，穿好后打上玻璃膠，確保雨水浸入。 太陽板

11、應(yīng)按規(guī)定安裝在太陽板支架上，牢固地固定在太陽板支架上 用電纜將八塊電池板的所有正極并聯(lián)起來。 將兩面電池板所對應(yīng)的電池板串聯(lián)接起來，蓋好接線盒蓋，擰緊固定螺絲。,蓄電池的安裝,將電池順序排列在電池箱的底座內(nèi)。若用銅板連結(jié)時，則要注意排放順序和方向。 用連結(jié)銅板（或連結(jié)線）將蓄電池按照兩串兩并的規(guī)則連結(jié)起來，連結(jié)時線纜要用螺母壓緊，避免打火。蓄電池的串聯(lián)聯(lián)結(jié)方法如下圖： 用線纜引出蓄電池的正負極，測量電池電壓是否為27V左右。注意線纜暴露部分要用絕緣膠包扎起來，稍候接到控制器上。,直放站的安裝,檢查是否為太陽能電源專用電源，判斷方法為太陽能電源有棕色、藍色兩根引出端子。 直放站固定在支架上。螺母

12、擰緊固定好。 引長直放站的電源線，注意分清正負極，可適當(dāng)做標(biāo)記。接頭處加防水膠和絕緣 把電源線加PVC軟管套起來，PVC管與直放站接口處用防水膠封死。并用白色絕緣膠封口纏緊。另一端引出的電源線稍候接到控制器。 PVC管用扎帶固定在支架上。注意走線的美觀，要求平行走線，無交叉，無纏繞。,風(fēng)機的安裝,風(fēng)力發(fā)電機組 1、插好并旋緊發(fā)電機和竄線電纜的接頭。 2、將發(fā)電機套入路燈支架頂端的法蘭內(nèi)。 3、將風(fēng)力發(fā)電機與法蘭用螺釘緊固。 4、緊固好風(fēng)力發(fā)電機頂端的輪轂。 5、安裝風(fēng)力發(fā)電機的導(dǎo)流罩。 控制柜 1、控制柜的門應(yīng)與箱體緊密相配，防止雨水滲入。 2、控制器應(yīng)采用所需設(shè)備規(guī)格安裝，連接線時應(yīng)牢固在控

13、制器接線板內(nèi)，不應(yīng)松動。 3、電纜線進到接線箱內(nèi)，應(yīng)固定在接線板上；,風(fēng)光系統(tǒng)的應(yīng)用,風(fēng)光系統(tǒng)的應(yīng)用：,目錄,系統(tǒng)設(shè)計,適合當(dāng)?shù)厍闆r的方案,風(fēng)力強度,日照情況,需求,合理的設(shè)計,工程案例,小谷龍位于北緯26度37分東經(jīng)106度47分，距貴陽市10公里，地形較為開闊，空間較大，植被較好。經(jīng)勘察，該區(qū)域內(nèi)有豐富的溫泉資源準(zhǔn)備投資新建一個中高檔次的溫泉休閑村。,工程分析,小谷龍四周環(huán)山，地處偏僻但是由于周圍景色好，成為旅客觀光的常地之一，人流量相對周圍較大，但是該地由于地處偏僻周圍的供電的基礎(chǔ)設(shè)施不完善，所以該地取電困難。 小谷龍在貴陽市旁所以日照較好，有比較豐富的太陽能資源，夜晚或者雨天則風(fēng)力較大

14、可以利用，該地地勢崎嶇給日常維護帶來困難。 風(fēng)光互補系統(tǒng)完美的解決了該地的困難，充分的利用了所有的地勢、太陽能、風(fēng)能。解決了信號覆蓋和維護困難等一般方法難以解決的困難。,具體案例介紹,夜晚或者陰雨天為 設(shè)備的連續(xù)工作供電,白天小谷龍充足陽光為設(shè) 備提供足夠的電量,為直放站提供電能,風(fēng)機工作數(shù)據(jù),風(fēng)力發(fā)電輸出的能量： Ewi=Epwit/1000a1a2 （Ewi風(fēng)力發(fā)電機的輸出能量：KWh， Epwi風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速之時的輸出功率：W Ti風(fēng)的時數(shù)：h Ewi風(fēng)力發(fā)電機提供的有效電源，KWh， a1蓄電池充電效率修正系數(shù)，鉛酸蓄電池為80% a2控制、逆變器效率修正系數(shù)， 80%）,根據(jù)內(nèi)蒙的風(fēng)力情況假設(shè)每天可以使風(fēng)機正常工作的時間有4小時，則每天能產(chǎn)出的電能有： Ewi=200W/h4/100080%80%=0.512KWh,方案設(shè)計,直放站耗電量：直放站室外直放站的耗電量為150W所以直放站一天的耗電量為： 150W/H24小時=3.6KW 要求：D=7個晴天將蓄電池