一、推廣使用可再生能源的重要性
能源是現代社會存在和發展的基石。隨著全球經濟社會的不斷發展,能源消費也相應的持續增長。全麵應對化石燃料日益枯竭的威脅以及減排壓力的不斷增大,大規模開發和利用可再生能源已成為世界各國能源戰略中的重要組成部分。風能、太陽能是人類取之不盡、用之不竭的可再生能源,具有充分的清潔性、絕對的安全性、相對的廣泛性、確實的長壽命和免維護性、資源的充足性及潛在的經濟性等優點,在長期的能源戰略中具有重要地位,而且應用技術也日趨成熟 。
我國沿海及海島擁有豐富的風能資源,為風能發電提供瞭取之不盡的資源寶庫。水深不到15m海域,季風強盛,年平均風速在7m/s以上, 風速上3m/s的時間全年達7000～8000h,有效風能密度在300～600W/m2 ,而且海上風能資源穩定度高、連續性好,是風能資源極為豐富的地方。
二、漁船使用風光互補發電系統的必要性
漁船在出海作業時,船上的用電設備包括通訊聯絡、衛星定位、夜間照明燈和安全指示燈、AIS自動識別系統以及娛樂等,在船行過程中,電源依靠主發動機帶動發電機發電,同時將蓄電池充滿;在漁船停泊作業時,主發動機關閉,這時滿足船上用電需要就靠蓄電池,不足時需啟動輔助柴油發電機發電並充電。通過大量的統計資料估計 [6] , 船用輔助發電機平均每發2.5kWh電就要消耗1L的柴油。根據最低標準消耗,1條漁船1年至少 因此消耗掉1t的柴油。這樣的消耗,一方麵增加瞭捕撈成本,同時也對環境造成污染。在漁船停泊或臺風期間避風時,漁民由於要省油而停電,使得經常出現通訊中斷、安全指示燈不明等安全隱患。因此,選擇可再生能源既能節省漁民的負擔,提高漁民的安全保障,又能保護環境。
小型戶用風光互補發電系統在漁船上的應用也就為此而提出。與常規發電設施的性價相比,單獨的大功率太陽能發電系統往往造價十分昂貴。由於海上風力資源豐富,組成以風能為主、以太陽能為輔的風光互補發電系統,既可以使單一系統設計中必須考慮的因連續陰雨天或無風天而造成儲能電池容量偏大的問題得以解決,又可以使造價明顯降低。同時風光互補發電由於風能與太陽能互補而平穩發電,使供電質量要明顯優於上述兩種中的任一單個系統,這也為該系統的大規模推廣消除瞭成本障礙 。
三、小型風光互補發電系統的選定
3.1 發電功率的選定
3.1.1 用電量 漁船小型風光互補發電功率的 大少,主要是依據當前漁船上常用設施的用電量,漁船1d用電情況: (1)21寸電視+DVD機,220V用電,需要在電池後逆變為交流電對其供電,逆變器的轉換效率80%,電器的實際功耗大約100W,以每天使用3h計算,用電量Q1=0.375kWh。
(2)24V節能燈20盞,每個功耗8W,信號燈3隻,每天使用12h,其它17盞平均1d用1h電量,這樣每天的用電量Q2=0.424kWh。
(3)電臺(直流電壓為13.8V)每天使用時間約為24h。其中:待機時間為98%,待機時電流為1.5A,待機用電0.486kWh;而使用時電流為15A,用電0.104kWh。合計每天的用電量Q3=0.590kWh。
(4)AIS自動識別系統:Q4=0.216kWh。
(5)衛星定位通訊終端:Q5=0.192kWh。 漁船每天總用電量約為Q=Q1+Q2+Q3+ Q4+Q5=1.797kWh。
3.2 產品的選擇要求
3.2.1 產品的評價方法
(1)風力發電機在當地每天實際發電輸出量,最大、最小和平均值;
(2)光伏電池實際發電量,並根據當地所處的緯度確定向陽角度;
(3)在風電量最低的月份,光伏和風電的日平均發電量應大於設定的最低日均耗電量的1.8倍;
(4)發電總量的峰值不超過月平均用電量的10%。
3.2.2 產品的使用要求
(1)安全性能:主要是安裝後對漁船的穩定性無影響;使用時對漁船捕撈作業無影響;產品避雷性能要好;對漁民的平常生活無影響。
(2)產品質量:目前說明書上產品的壽命都有10～12年的,還沒證實(推廣才2年);抗12級臺風能力也未受過檢驗;在海上使用的產品防腐性能一定要好。
(3)性價比:即要價廉物美。要求產品在滿足漁船非作業期間的用電需求的前提下,價格要適中,性價比要高。
風光互補船用供電系統原理圖
MAX-1600W傢用供電系統配置如下：
風機配置：MAX系列 五葉小型風力發電機110V 1600W
電機類型：無刷三相永磁電機
風力發電機連接類型：法蘭連接
太陽能電池板：36V 250W *8塊
鉛酸蓄電池：12V 200Ah*16塊
風光互補控製逆變一體機：MPPT方式充電,48V 風機輸入1.6W,太陽能輸入1KW,逆變輸出最大功率1000W，AC220V.具備所有的保護功能。
斜拉桿：高6M，主桿用圓無縫管，主桿Ø140*3.0mm ，熱鍍鋅防銹處理打磨光滑後噴白色戶外漆。
電纜：3*4平方長20米，2*2.5平方長25米，2*4平方長2米。
太陽能電池板支架：4×4角鋼熱鍍鋅噴漆 8個
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