重庆大学感知电世界通识课论文

《感知电世界》课程综合训练报告新能源发电小型化风光互补离网储能发电探讨作者：叶汉霆学号：20134414学院：弘深学院时间：2014年6月14日叶汉霆：风光互补离网储能发电探讨感知电世界I摘要如今新能源发电已成为全球热议的主题，而互补储能发电又是新能源发电中新生力量风光互补发电系统解决方案主要应用于道路照明、农业、牧业、种植、养殖业、旅游业、广告业、服务业、港口、山区、林区、铁路、石油、部队边防哨所、通讯中继站、公路和铁路信号站、地质勘探和野外考察工作站及其它用电不便地区的供电。风光互补发电系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统。夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单用风机和太阳能更经济、科学、实用。但对风光储能发电具有一定的缺陷，需要通过一个化学能转化过程。但在实际中蓄电池的使用总是有一定的使用次数。能否有一种长久的储能系统。目前还有两种可能的解决办法。一是超大电容的开发来储存电能；二是大规模电网的建设，通过远程调度电能实现分配，再配合超特高压直流输电技术的发展也必将能够减少电能的损失。关键词：风光互补储能发电、风能、太阳能、新能源发电、储能方式叶汉霆：风光互补离网储能发电探讨感知电世界II目录摘要................................................................................................................................................I1.课题来源.................................................................................................................................12.国内外报道现状.................................................................................................................13.风光互补发电系统的优势及应用前景.................................................................43.1风光互补发电系统简介....................................................................................................43.2风光互补发电系统优势及应用前景................................................................................53.2.1农村供电..................................................................................................................63.2.2室外应用..................................................................................................................63.2.3道路照明..................................................................................................................63.2.4航标应用..................................................................................................................73.2.5道路照明..................................................................................................................73.2.6通信应用..................................................................................................................73.2.7电站应用..................................................................................................................83.3开发条件............................................................................................................................84.总结与展望............................................................................................................................84.1总结....................................................................................................................................84.2展望..................................................................................................................................105.心得体会...............................................................................................................................10参考文献...................................................................................................................................11叶汉霆：风光互补离网储能发电探讨感知电世界11.课题来源在平时老师所讲新能源发展中，以及两次讨论课中对新能源发电，和尤其是在新发电技术探讨中，我曾想到能否将新能源的常见清洁能源发电变得小型化、家庭化，使新能源发电普遍应用，而在第二次讨论课提问环节，孙老师也曾提出现在新型“白天太阳大时太阳能发电而晚上风大时风能发电”而这不禁引发我的思考，而在广泛查阅资料后，发现存在一种可能，即是近年来讨论对风能、太阳能小型化综合应用，尤其是在风光互补离网储能发电级具发展潜力和应用前景2.国内外报道现状在新能源的使用上，欧美发达国家脚步走得更快一些，一些小镇已经全盘使用可再生能源产生清洁电能，并有多余的清洁电能出售。使用风力发电满足居民用电所需的小镇，在美国、丹麦、意大利都能找到。美国特裡蒙特(Tremont)镇位于明尼苏达州的南部，其风力发电应用在美国排名靠前。在小镇边上，有67台大型风力发电机分布在36.3平方千米左右的的区域里。这些风力发电机产生的电能可以满足明尼苏达州2.9万个家庭的用电需求，每年为当地的农场主和政府创造近200万美元的价值。丹麦萨姆索岛(IslandofSamso)位于丹麦的地理中心，人口数量4千左右。现在，它的岸上和海上都竖满了风力涡轮机，岛上七成的家庭还用生物燃料和太阳能供暖。11架岸上的风力涡轮机所发电量就可满足岛上所有居民的用电需求。萨姆索岛所产风电除了满足岛民，还有剩余的出口。意大利托科镇(ToccodaCasauria)位于意大利中部山区，人口2700左右，属于较为贫穷的地区。托科处于风口上，早上有山区吹来的气流，下午有海风，其风力发电机全天运转，产电量比小镇所需电力多30%。得益于技术的进步，托科在2007和2009年分别修建了4座无噪音风电机。托科的风力发电则为厂商与政府签订固定价格收购的合约，虽然让小镇居民能节省的电费有限，但是能够提供小镇用电自给自足，减轻物价波动带来的影响。加之将多出的30%电力回卖给意大利国家电网。风电每年创造近30万欧元的利润，回馈给居民每月的补助达上百欧元。但仅靠风力发电有停电风险，托科借风电的开发势头，兴起太阳能发电板的投资，在街道、公共设施和墓地等地带设置太阳能发电板，每年产生约2叶汉霆：风光互补离网储能发电探讨感知电世界2—3千欧元的收入以支付其保养费用。目前，越来越多的富裕家庭在家中屋顶设置太阳能发电板，其中一位富裕屋主每月最多节约600欧元电费。在我国山东省即墨市也在积极探索将光伏、现代农业和新型城镇社区有机结合，打造新型城镇化“太阳能小镇”。即墨市积极探索将光伏、现代农业和新型城镇社区有机结合，打造新型城镇化“太阳能小镇”。该模式将多个自然村的土地集中起来，建设光伏农业科技大棚，当地农民以土地入股并就近在棚内劳动，通过股金分成带来财产性收入，通过劳动带来工资性收入。由企业投资建设“太阳能小镇”的中心社区，并配套建设一定规模的光伏大棚，棚内种植高附加值作物，棚顶利用太阳能发电，产生的清洁电力供社区使用。目前，即墨市已开发太阳能光伏大棚500余亩，正加快建设“太阳能小镇”。由此可见，国外新能源发电小型化应用也是片面化的，主要也已风能为主，但在更具小型化、互补性强的风光互补发电系统确只是初见报端。2011年11月29日，在鄞州集仕港建成了全国第一个风光互补民用并网发电系统，在集仕港镇下山庄村的一处公共建筑屋顶，装上了第一套风光互补并网发电系统。系统如下叶汉霆：风光互补离网储能发电探讨感知电世界3约占地20平方米的四排太阳能电板、一架约4米高的大风车。前者在阳光充足的日子里将太阳能转化成电力，后者则利用风能发电，夜晚太阳落山，气温下降，风力开始加强，只要达到3级微风就能工作，充分利用了太阳能风能在早晚、夏冬的互补特性。试运行的时间里，这套设备平均每天发电6度左右，在眼下不太使用空调的季节，够一户三口之家用一天。如果在农村或者郊区别墅推广开来，家家户户都可以成为一个小发电厂。自家发电用不完也可以“上传”卖给国家事实上，如果仅仅是利用太阳能和风能发电，这样的技术并不罕见。内蒙古的游牧民族就会使用这样的系统。但目前这套系统仍有许多局限性，其中最重要就是成本高昂，利润薄弱在国内还是首例，但在国外早已经被普及。如在美国推广这套系统是通过设备补贴+电费补贴电并网模式而在美国的补贴政策是这样的，居民购买了自发电系统，国家给予设备价格30%的优惠，同时，用不完的电重新上网的收购价，按最高标准计算。比如叶汉霆：风光互补离网储能发电探讨感知电世界4我们的民用电约0.5元/度，而工业电约1元/度，目前在鄞州电网的价格是按民用电价格回收的，而在美国，就是按工业用电的电价回收。”而在我国国内风能也是呈主要增长态势，而太阳能也是另一大电能“马车”，但我国仍与世界先进国家有很大差距如以丹麦和德国为例。这两个国家在1970年开始用现代技术研发风电机组，而且采取了许多政策措施