风光互补
垂直轴磁悬浮风力发电机在城市道路照明的科学应用
作者：李文
垂直轴磁悬浮风力发电机概念：
垂直轴磁悬浮风力发电机集外观设计、实用设计、电机工程学、动力机械学、航空大气工程、风洞测验、磁悬浮技术、电脑模拟分式等学科于一体，采用轻型铝合金、钛金、不锈钢紧固件等轻型特殊材料制造，材料经过无鉻达克罗处理，符合欧盟ROH S指令、EUP指令、ELV指令。其工作原理是：采用磁悬浮技术理论、结合超级磁铁的磁力将电机线圈悬浮于一定的空间，在没有任何机械摩擦、在风力作用下，使电机转动并切割磁力线发出交流电。
技术优势：
a、1级风启动,1.5级风正常发电.比传统水平轴风力发电机提高发电能力40%以上；
b、颠覆传统的风力发电模式，推进了人类风能利用进程；
c、设计合理、美观大方、牢固、不易损坏，风机的使用寿命二十年以上。
行业地位：
深圳市泰玛风光能源科技有限公司自主研发“垂直轴磁悬浮风力发电机”的出现，是一项突破性的发明创造，也是该领域一场颠覆传统产品的革命。具体表现在五大方面：
1、磁悬浮技术结合在垂直轴风力发电机上的合理应用；
2、突破了传统产品水平轴风机的运行结构变为垂直轴，主要体现在完全不受风向限制，有效地克服了乱流的影响，微风起动、牢固、不易损坏，增加了风机的使用寿命；
3、一级风就能起动风机，1.5级风就能正常发电，发电效率比传统水平轴风力发电机提高40%以上；
4、突破了该行业一百多年世界未突破的技术难题（微风发电），企业已制定了产品相关标准，是国家行业标准的制订单位之一。
5、实现了产品产业化，市场正在大面积推广和应用，同时得到了市场的充分肯定和认同。
该发明结合磁悬浮技术的应用在世界实属首创，该公司拥有产品的核心技术和多项国内、外知识产权和认证，100%节能减排，零碳排放；在国内乃至全球同行业中处于绝对领先地位，市场目前没有竞争对手。
垂直轴磁悬浮风力发电机在风光互补路灯上的科学应用
路灯是我们日常生活中最常见的东西，它给我们夜晚的生活带来光明。现在美观的路灯把城市的夜晚装点得多姿多彩。
但路灯是一个耗电大户，由于路灯的低压输电线路长，不仅路灯耗电，输电线路上的耗电也很大，特别是远离电源点的市郊公路和高速公路更是耗电大户。所以，我国很多市郊公路和高速公路都没安装路灯。实际上，市郊公路和高速公路没有路灯带来了许多安全问题。
目前，在欧洲、美国、日本等发达国家正在普及风光互补路灯系统。本文将从以下几个方面介绍风光互补路灯的情况：
一、 风光互补路灯的优点
1． 经济效益好
由于常规路灯必须用埋地电缆供电，所以在离电源点超过三公里的公路，路灯的供电线路的建设成本很高，随着公里的延伸，还需要设升压系统，所以，在远郊的公路，路灯的供电线路成本高，线路上消耗的电能也多。而风光互补路灯不需要地埋电缆，不需要考虑铺设距离过远而产生电能损耗，有明显的经济效益。
2． 可作为新能源领域的科普教材
目前，随着国家对新能源项目的重视，低碳、减排已经和大众的生活起居息息相关，民众也迫切希望能够了解环保和新能源方面的知识，而风光互补路灯能最直接的
向人们展示太阳能和风能这种大自然赋予我们的清洁能源应用前景的广阔。
3． 造型优美，可作为道路景观
陀螺型加蓝红相衬美丽的外观，尤如中国结，红绣球，在中国传统文化中是带来好运的吉祥物，造型优美的风车沿公路排列，迎风飞舞，将成为道路的风景线。
二、 人们对应用风光互补路灯所担心的问题
1． 安全性问题
担心风机和太阳能电池板会被风吹落到公路上伤及车辆和行人。
垂直轴磁悬浮风力发电机100%采用轻型铝合金、钛金、不锈钢紧固件等轻型特殊材料制造，材料经过无鉻达克罗处理，符合欧盟ROHS指令、EUP指令、ELV指令。结构十分牢固，抗12级台风，经过海南和辽宁实际工程案例，在强台风和恶劣天气情况下得到了很好的检验。
实际上，风光互补路灯的风机和太阳能电池板的受风面积远小于公路指示牌和灯杆广告牌，而且，路灯的强度设计也是按抗12级台风的标准设计的，不会出现安全上的隐患。
2． 亮灯时间不保证
担心风光互补路灯受天气影响，亮灯时间不保证。
风的形成是由于温度差形成气压，成为气流，加上地球自转的昼夜而产生温差，这样由于地球表面各处的温度、气压变化，气流就会从压力高处向压力低处运动，以便把热量从热带向两极输送，因此形成不同方向的风，并伴随不同的气象变化。因此，风的流动会受到地形地貌的影响；如滤网一般，将风速逐步过滤；而泰玛磁悬浮风力发电机正式据此孕育而生，解决微风状态下发电储能的问题。配合太阳能板已达到天衣无缝的梦幻组合效果。
风光互补路灯系统配有足够的储能系统，能保证路灯有充足的电源（平常每天晚上照明10-12H，阴雨天保证七天，每天十小时照明）。
3． 造价高
人们普遍认为风光互补路灯造价高。实际上，随着科技进步，节能型照明产品的普及，风机和太阳能产品的技术水平提高且价格降低，风光互补路灯的造价已接近常规路灯造价的平均水平。但由于风光互补路灯不消耗电能，所以，其运行成本远低于常规路灯。
风光互补路灯在远离电源的道路路灯和户外广告牌以及通讯机站上应用，其经济效益非常明显。
三、 选用风光互补路灯要注意的问题
1． 风机的选择
风机是风光互补路灯的标志性产品，风机的选择最关键的是要风机的运行平稳。灯杆是无拉索塔，最担心因风机运行时的振动引起灯罩和太阳能支架的固定件松脱。选择风机的另一个主要因素就是风机的造型要美观，重量要轻，减小塔杆的负荷。
深圳市泰玛风光能源科技有限公司自主研发的垂直轴磁悬浮风力发电作为发电主体，它有如下几大优点：
a、故障率低（转速慢、无转向机构）；
b、磁悬浮技术的合理应用，风机在无任何机械磨擦情况下转动，高效、安全、平稳运行，无噪音；
c、发电曲线饱满（启动风速低、小风发小电，大风发大电）；
d、不受风向及近地面团风的影响；
e、抗台风能力较强（抗风能力达到45m/s）。
2． 供电系统最佳配置的设计
保证路灯的亮灯时间是路灯的重要指标，风光互补路灯作为一个独立供电系统，从路灯灯泡的选择到风机，太阳能电池及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计的问题，需要结合安装路灯地点的自然资源条件来进行系统最佳容量配置的设计。
3． 灯杆的强度设计
要根据选定的风机及太阳能电池的容量及安装高度要求，结合当地的自然资源条件进行灯杆强度的设计，确定合理的灯杆尺寸和结构形式。
环保和节能是社会可持续发展的保证，风光互补路灯是集环保和节能为一体的产品，随着全球常规能源短缺情况的加剧，风能和太阳能这种清洁可再生的自然能源的利用将会普及，风光互补路灯将代表着未来路灯的发展方向。
希望能从经济效益明显的风光互补路灯做起，增强人们对新能源的认识和理解，为我国全面推广新能源的应用打好基础。
常规路灯与风光互补路灯比较
项目内容 常规路灯 风光互补路灯 灯杆高度 6 － 12 米 6 － 12 米 路灯光源 高压钠灯 LED 灯
光源寿命 8 千－ 1 万小时
5 万小时（寿命比传统路灯长 5
倍，节能 60 ％以上）
供电方式 电网供电 绿色清洁能源 年耗电量 约 1200 度 / 年 0 耗电 年维护成本 维护频繁、费用高 维护较少、费用低 亮灯控制 光控或时间控制 智能化控制 开挖电缆沟，铺设管线 无需铺设线管 线路设备及施工
长距离需安装配电设备及增容
再长距离也不需供电增容 建设安装 周期长、安装难度大 周期短、安装难度小 安全性 触电及火灾隐患
低压无触电及火灾隐患
风力发电机 无 15 年免维护 太阳能板 无 20 年免维护 蓄能电池 无 >5 年寿命
外型
造型多样化
景观设计造型，太阳能板及风机
可增添动感
名称 泰玛牌系列风光互补路灯
太阳能电池组件 单晶 / 多晶硅太阳能电池组件，功率： 80Wp-240Wp 寿命 20 － 25 年
垂直轴磁悬浮风力发电机组
TM-400W,TM-600W 12V 24V ， 20 年免维护
蓄电池 高性能、免维护太阳能专用电池， 12V （ 50Ah-200Ah ）
控制器 具有过充电保护，过放电保护，防雷，光控与时控,追踪充电等功能。
光源 LED 灯（ 30-120W ）使用寿命大于 5 万小时
灯具 压铸铝合金，喷漆，防护等级： IP65
灯杆
杆高 6-12 米 , 上 ф100mm ，下 ф220mm ，厚度： 4 mm, 底板
风光互补路灯设计图样：
400×400×20mm ，钢制 热镀锌 喷塑 抗风力：60 m/s
电缆 6 mm 2 电缆 太阳能板支架 4X4 角钢 热镀锌 喷塑 工作模式 工作时间 6-12 小时 连续工作天数 连续阴雨天气工作 5-7 天
适用温度范围 -30 ℃ -50 ℃ 参考太阳日照时间
4 小时－ 8 小时 质量保证
整灯自出厂之日起一年内保修
本市梧桐山工程案例：
四、风光互补照明与普通市电照明相比，有着十分明显的综合优势：（见下表1）
普通市电照明风光互补照明
综合投资大型项目需建设专用输变线路配备配
电设施
比普通市电高20-30%，规模越大所需
投资越接近普通市电照明
输电线路需开挖电缆沟，铺设输电线路 不需长距离输电线路
建设安装建设周期长，安装难度大 建设周期短，安装难度小
运行要求依赖电网供电，停电则全无照明 系统独立照明不受电网影响 电费支出长期需要支付大量电费 无
维护费用维护频繁、费用高 维护较少、费用较低
备件更换频繁 很少，5-6年更换一次电池
安全性有触电及火灾隐患 无触电及火灾隐患
环境影响 消耗化石能源，碳排放严重 100%节能减排，0碳排放
风光互补路灯是利用完全清洁的自然能源发电系统，大量推广风光互补路灯可以节约常规电能，减少石化能源的消耗，从而减少对大气的污染。以广东省为例，如果全省1%的路灯采用风能和太阳能发电，则每年可以省电7亿千瓦时（广东省建设厅的统计数据），可减少26.46万吨标准煤，减少二氧化碳排放76.8万吨，减少二氧化硫排放5600吨，减少烟尘排放2100吨，其经济性和环保作用是非常明显的。（平均每1000支路灯每年耗电1095000千瓦时，相当于耗标准煤413吨，产生二氧化碳1198吨。）
深圳市大力推广安装新能源路灯，可体现深圳在建设现代化大都市进程中的和谐社会、美化环境、保护环境的理念。
风光互补路灯是一种造型美观的21世纪高科技环保产品，建设风光互补路灯，不仅与政府的环保理念相符，而且能向国民进行新能源利用和生态环保知识的直观教育。迎风转动的风车可给道路一种动感的点缀，更能突显我国人民崇尚环保、重视节能和跟踪高新技术的理念。推广风光互补路灯对美化当地环境有非常积极的意义。我相信，随着城市建设的不断推进，泰玛科技垂直轴磁悬浮风光互补路灯将会为城市节能改造，美化城市环境作出突出贡献。
国家风光储输示范工程一期工程
国家优质工程 国家风光储输示范工程一期工程 国网新源张家口风光储示范电站有限公司 工程概况 >>建设规模国家风光储输示范工程是采用世界首创风、光、储联合发电技术路线，集风力发电、光伏发电、化学储能及智能输电四位一体的新能源综合性示范工程。项目位于国家首个新能源示范区——河北省张家口市张北县境内，规划建设风电100MW、光伏40MW、化学储能20MW，并配套建设一座220kV智能变电站。 工程全貌
风电全貌 光伏全貌>>主要设备
1.率先规模化应用 2.5MW、3MW等国产先进大容量风电机组，首次示范应用了陆上单机容量最大的5MW永磁直驱风机，持续引领单机大容量发展趋势。 2.聚焦国内外光伏系统关键设备，首次对比应用多晶硅、单晶硅、高倍聚光等光伏组件及多种跟踪方式，全方位开展技术经济比较。 3.首次实现大规模、多类型化学储能集成并网，充分发挥磷酸铁锂、全钒液流、胶体铅酸等电池系统的调节存储特性。
>>参建单位设计1家，施工7家，监理1家，调试单位1家。 >>工程投资批准概算32.26亿元，竣工决算25.69亿元。 >>建设时间 2010年5月开工，2015年1月建设完成。 建设管理 >>工程建设总目标建设成技术先进性、科技创新性、经济合理性、项目示范性的精品工程。 >>质量控制目标安全零事故、质量零缺陷、工艺零差错。 >>质量追求终极目标获得“国家优质工程金质奖”。 >>建设管理措施 1.施工现场全方位布设远程视频监控装置，多视角、多维度进行关键工序、重要部位工艺质量管控。（右图：远程视频监控） 2.创新采用北斗定位、三维可视化和无人机摄录技术，强化对作业现场的宏观控制和精准管理。（左图：三维可视化技术） 3.超前制定《风光储联合归档管理办法》，实现工程档案全过程数字化规范管理。
风光互补地埋感应式自动监控系统方案设计及机械结构设计
摘 要 本次风光互补地埋感应式自动监控系统设计是以现有风光互补系统、流体理论，和 Ansys CFD的仿真结果为设计依据及参考下完成的。所设计系统实现了自主供能，自动 跟踪的设计要求。在设计模拟过程中，对相对复杂流体分析和繁琐的计算流程通过运用 有限元分析软件 Ansys 的流体分析方法对风轮结构进行计算与处理。 合理的机械结构设计是自动监控系统性能的重要指标。对所采用的机械结构进行了 设计与计算最终实现自主供能与自动监控的要求。球型外壳能减少灰尘及各种干扰，日 常维护方便，可达到隐蔽监视的目的。同时监控云台在水平方向可连续 360°无级变速 扫描，并设有视频分析自动跟踪功能。 关键词：风光互补，地埋感应，有限元分析
ABSTRACT The scenery complementary buried inductive automatic monitoring system design is based on the existing scenery complementary system, fluid theory, and the simulation result of Ansys CFD basis and reference for design is done. The design of independent system can, automatic tracking the design requirements. In the design process simulation, the relatively complex fluid analysis and complicated computing process by using finite element analysis software Ansys fluid analysis method to calculate the rotor structure and processing. Reasonable mechanical structure design of automatic monitoring system is an important index of the performance. On the mechanical structure design and calculation finally realize independent energy and automatic monitoring requirements. Spherical shell can reduce dust, and all kinds of interference, daily maintenance convenient, can achieve the purpose of covert surveillance. Monitor yuntai in a horizontal direction for the 360 CVT scanning, and is equipped with video analysis to be automatic tracking function. Key words: complementary scenery, the ground induction, finite element analysis
小型水风光互补系统设计全解
毕业设计（论文）题目小型水风光互补系统设计 学生姓名 学号 专业 班级 指导教师 评阅教师 完成日期:2015年10月22日
毕业设计（论文）开题报告 题目：小型水风光互补系统设计 学生姓名： 专业：电力系统及自动化 指导老师： 一、课题来源 煤、石油、天然气等不可再生能源的使用量在世界各国不断上升，能源危机将成为人类最主要，最大的危机，发展可再生能源越来越成为世界各国的主攻研发方向和竞争目标，谁能领先，谁就会成为未来新贵，新霸主。电力作为重要的二次清洁能源，它的生产将主要依托可再生能源，从而如何利用可再生能源发电将是一个重大课题。 二、研究目的及意义 1、利用水能、风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，系统有较高的稳定性和可靠性; 2、在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量; 3、通过合理地设计与匹配，可以基本上由水风光互补发电系统供电，很少或基本不用启动备用电源如柴油机发电机组等，可获得较好的社会效益和经济效益。 三、研究的内容、途径及技术线路 水风光互补发电系统主要由水力发电机组、风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，系统结构图见附图。该系统是集水能、风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。 1、水力发电部分是利用水能机将水能转换为机械能，通过水力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电; 2、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，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电; 3、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交流电对负载进行供电; 4、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交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量; 5、控制部分根据日照强度、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节:一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制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定性; 6、蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。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。 四、发展趋势 中国拥有世界上最多的人口，近年来经济快速增长。但中国目前的能源结构主要依赖燃煤发电，从而对环境产生了许多负面影响，特别是对空气和水资源的污染。国际能源机构（IEA）曾预测从2005年到2030年中国新增加的温室气体排放（42%）将和世界上其他国家排放总量（不包括印度，44%）相当。中国会取代美国成为世界上最大的温室气体排放国。发展可再生能源技术是减少温室气体排放和改善环境的有效措施之一。
风光互补无线远程视频监控系统方案
风光互补供电 无线远程视频监控系统 设 计 方 案 编制：深圳市鑫日科科技有限公司 日期：二O一三年八月 目录 一、前言................................................................................................................................................ 二、应用特点............................................................................................................................................ 2.1 太阳能发电子系统 2.2 数据无线传输子系统 2.3 其他子系统 2.3 系统相关应用案例图片 三、项目需求.......................................................................................................................................... 四、无线视频传输方案设计 .................................................................................................................... 4.1 无线传输方案概述 4.2 无线传输方案设计 4.3 无线传输设备介绍 五、风光互补发电系统方案设计 ............................................................................................................ 5.1 风光互补独立供电系统（监控类）示意图 5.2 设计思路 5.3 安装地对自然资源要求 5.4 设备选型方案 六、前端监控设备介绍 ............................................................................................................................ 七、远程视频同步方案介绍 ................................................................................ 错误！未定义书签。 八、方案预算............................................................................................................................................ 一、前言
风光互补控制器说明书
高性能风光互补路灯控制器 使用说明书 本系统图为连接参考，具体产品外观以实物为准
一、产品概述 集太阳能、风能控制于一体的智能控制器，专为高端的小型风光互补系统设计，特别适合于风光互补路灯系统和风光互补监控系统。能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行安全高效的智能充电。 设备外观大方、液晶指示直观、操作方便。具有一系列完善的保护功能。设备充电效率高，空载损耗低。该系统运行安全、稳定、可靠，使用寿命长，已得到广大用户的认可，具有较高的性价比。 风光互补路灯控制器是离网路灯系统中最核心的部件，其性能影响到整个系统的寿命和运行稳定性，特别是蓄电池的使用寿命。 二、性能特征 1.可靠性：智能化、模块化设计、结构简单，功能强大；工业级的优质元器件和严格 的生产工艺，适合于低温等相对恶劣的工作环境并具有可靠的性能和使用寿命。 2.PWM无级卸载：在太阳能电池板和风力发电机发出的电能超过蓄电池的需要时，控 制系统必须将多余的能量通过卸荷释放掉。普通的控制方式是将整个卸荷全部接入，此时蓄电池一般没有充满，而能量却全部消耗在卸荷上，造成资源的极大浪费； 即使采用分阶段卸荷，一般只能做到五六级左右，效果仍然不理想。我公司采用PWM(脉宽调制)方式进行无级卸载，即可以分上千个阶段进行卸载，一边对蓄电池充电，一边把多余的能量卸除，有效延长蓄电池的使用寿命。 3.ＰＷＭ充电方式，限压限流充电模式：在蓄电池电量较低时，采用限流充电模式； 在蓄电池电量较高时，采用限压充电模式。 4.两路直流输出：每路均有多种输出控制方式可供选择，包括：常开；常关；常半功 率；光控开、光控关；光控开、时控关；光控开、时控半功率、光控关；光控开、时控半功率、时控关。只带液晶显示功能的控制器，通过液晶按键可以设定三种输出控制方式：常开；光控开、光控关；光控开、时控关。 5.LCD显示功能：LCD以直观的数字和图形形式显示系统状态和参数，如：蓄电池电 压、风机电压、光伏电压、风机电流、光伏电流、风机功率、光伏功率、负载电流，输出控制方式，时控输出关断时间，光控开、光控关电压点，白天或夜晚指示，负载状态指示，蓄电池过压、蓄电池欠压、过载、短路等故障状态。 6.完善的保护功能：太阳能电池防反充、太阳能电池防反接、蓄电池过充电、蓄电池 过放电、蓄电池防反接、蓄电池开路保护、负载短路、过载、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车等。
离网型风光储互补发电系统优化设计方法研究
第27卷第6期2010年12月 现 代 电 力 M odern Electric Pow er V o l 27 N o 6 Dec 2010文章编号:1007 2322(2010)06 0051 07 文献标识码:A 离网型风光储互补发电系统优化设计方法研究 李 品,刘永前,郭伟钊 (华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京102206) Study on Optimal Design Method for Stand alone Wind/Solar/Battery Hybrid Power System Li Pin,Liu Yongqian,Guo Weizhao (Schoo l o f Ener gy ,Po wer and M echanical Eng ineering ,N or th China Electr ic Po wer U niversity,Beijing 102206,China) 摘 要:以解决风光储互补发电系统的合理配置问题,实现系统能独立为风光资源丰富的边远地区和海岛提供清洁、可靠及廉价的电力能源为目的,提出了一种基于全年负载缺电率(LPSP)和全寿命周期成本(LCC)为优化目标的风光储互补发电系统优化设计方法。为精确计算系统的运行状态,建立了基于小时时间尺度的风力机组发电量计算模型、光伏电板发电量计算模型和蓄电池组的表征组件特性的数学模型;为发挥风光互补系统发电量互补的优势,建立了风光储互补发电系统中光伏方阵倾角优化模型;以LPSP 和LCC 作为系统的优化指标,建立了LPSP 和LCC 计算模型;运用迭代算法计算各种可能出现配置下的LPSP 和LCC;通过LP SP 可靠性筛选和LCC 经济性优化,最终得到LCC 最小并能满足LPSP 要求的系统配置。该优化方法按照小时的尺度进行优化计算,优化结果精度高;LCC 经济性评价指标全面和客观;倾角优化发挥出系统发电量互补的优势。基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)(2007A A 05Z428) 关键词:风光储互补发电;优化设计;迭代算法;全年负载缺电率;全寿命周期成本 Abstract:In order to solve the assignment problem of the wind/PV/battery hybrid pow er system,and to achieve the aim of independently providing clean,reliable and economic pow er f or the area w hich is abundant in wind and solar re sources,the paper presents an optimal design method of hy brid system based on the w hole year s Loss of Pow er Supply Probability (LPSP)and the w hole Lif e Cycle Cost (LCC ).For the purpose of precise calculation of the system opera t ion condition,a m athematic model of calculating method has been built for electric energy production of w ind tur bine,PV arrays and storage battery s behavior regime on the time interval of hour.By taking advantage of hybrid sys t em,the optimal model to calculate the angle of PV arrays is also built.In addition,the model to calculate LPSP and LCC,w hich are taken as optimal index,is set up,and LPSP and LCC in all kinds of possible conf igurations are calculated based on iterative algorithm.The system configuration,which has minimum LCC and its reliability m eet the require m ent of LPSP,is obtained through reliability filtering of LPSP and economic optimization of LCC.This optimized design is calculated base on one-hour timescale,and result show s its high precision.LCC is taken as the economic index is feasible,and optimum angle of the PV arrays can play the key role of the system hybrid predomination. Key w ords:wind/solar/battery hybrid power systems;opti mal design;iterative algorithm;LPSP;LCC 0 引 言 环境污染、化石燃料枯竭,人们已将目光投向了可再生能源;随着技术的进步、成本的降低,风 能和太阳能已进入了可再生能源快速发展的历史时期;据有关部门统计[1],2009年中国的太阳能电池产量达到4382M W,估计超过全球的40%;组件成本下降到S |3 5/Wp,预计2020年光伏组件的价格将下降到S |1/Wp 以下;根据WWEA (世界风能协会)统计,2009年世界风电装机容量的装机量为157900MW,比2008年增加了30%。 风力发电和光伏发电由于受天气因素的影响,单独使用光伏发电或风力发电都存在供电不稳定的缺陷,造成供电可靠性较差;为了提高系统的可靠性,通常需要配置大量的蓄电池来调整电量的动态平衡,而目前电能储存费用的昂贵,造成系统成本的昂贵,上述原因限制了单独供电形式的推广使用。而太阳能和风能在昼夜、季节上互补性的特点,采
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统 技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是当前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）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。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，能够保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统能够共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，因此风光互补发电系统的整体造价能够降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，能够减少储能的蓄电池组
风光互补电源系统的设计原理及应用
风光互补电源系统的设计原理及应用 现在全国都在发展新能源，储能、负载相同，发电方式不同和资源上的互补性，使风电和光电系统集成为风光互补系统电源成为必然。另外一个特点是地域性，不同地域具有不同的太阳能和风能资源。太阳能也是这样，有明显的地域性，这是它一个特点。另外一个特点是不确定性。资源不确定性，即每天的发电量受天气影响很大，会导致系统发电与用电不平衡，使蓄电池组长期处于浅充，这也是引起该系统失效的主要原因。蓄电池在该系统中承担的电的储存和供给的作用，它必须能够适应8 这种浅充，基于这样的分析我们提出设计原理，开展以蓄电池管理为核心的研究，把发电组建、控制组建、出能组建和负载设计为一个整体，实现能量的最大化利用，这就是我们提出的边远系统的设计原理。根据地域条件的不同，这个系统又可演变为光点系统、风电系统和风光互补三种形式。尽管国内有很多部门在做，但是基础方面的工作还做的不够。 系统由什么组成呢？风电和广电的发电部件、蓄电池储能部件、供电部件和控制部件，这四大部件组成。我们要做到稳定可靠，各部件及规范。首先讲系统的规范和标准，这也是我参与起草《移动通信设备风光互补电源系统》，就构成了系统种类、构成及划分，部件要求和鉴别，系统选择与设计、安装、调试，维护管理等等，都有明确的规定。 蓄电池作为我们通信行业对蓄电池很熟悉、不陌生，用于太阳能系统蓄电池不是普遍的电池，我们有专门对太阳能系统的要求和测试方法。风能发电机有一个通用的标准，我们推荐使用另外一种风机，也符合国家的标准。它的特点是和先速和过栽均采用电磁制动，同是具备叶片变形失速功能，这个大量使用在我们的基站上，重量轻、故障小，输出的电也比较稳定。因为风率的利用
风光互补发电系统
风光互补发电系统 第一章绪论 1.1 能源与环境问题 能源是是国民经济发展与社会文明进步的基石，能源可持续发展是人类社会可持续发展的重要保障之一。从原始社会开始，化石能源逐步成为人类所用能源的主要来源，这种状况一直延续至科技发达的现代社会。随着人类对能源需求的日益增加，化石能源的储量正日趋枯竭。此外，大量使用化石燃料己经为人类生存环境带来了严重的后果，全世界每天产生约1亿吨温室效应气体，己经造成极为严重的大气污染、温室效应、酸雨等环境影响。开发利用可再生新能源以实现能源可持续发展是人类应对能源问题的有力方法之一。 1.2 新能源发展现状 当前，世界各国普遍重视能源技术创新，技术研发与制度创新越来越受到推崇。美提出培育世界领先水平的科技人员，建设世界一流的能源科技基础设施，整合基础研究和应用研究，加快研究电力储备、智能电网、超导输电、二氧化碳捕获、先进电池、纤维素乙醇、氢燃料以及清洁煤、核能、太阳能和风能等先进发电技术。日本也提出了引导未来能源技术的战略，从2050年、2100年超长期视点出发，展望未来能源技术，制定2030年科技战略。我国也看到新能源发展的紧迫性，加快建立法律法规，积极扶持新能源发展，新能源在我国的发展速度很快。 在新能源体系中，可再生能源是自然界中可以不断再生、永续利用的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用，主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。 1.3 互补发电的概念 很多可再生新能源因其资源丰富、分布广泛，而且在清洁环保方面具有常规能源所无 法比拟的优势，因而获得了快速的发展。尤其是小规模的新能源发电技术，可以很方便地就地向附近用户供电，非常近合在无电、少电地区推广普及。不过由于风能、太阳能等可再生新能源本身所具有的变化特性，所以独立运行的单一新能源发电方式很难维持整个供电系统的频率和电压稳定。 考虑到新能源发电技术的多样性，以及它们的变化规律并不相同，在大电网难以到达的边远地区或隐蔽山区，一般可以采用多种电源联合运行，让各种发电方式在个系统内互为补充，通过它们的协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力，在明显提高可生能源可靠性的同时，还能提高能源的综合利用率。这种多种电源联合运行的方式，就称为互补发电。
风光互补发电系统方案
风光互补发电系统 方案
光伏发电系统在别墅中的应用方案 1.项目概况 1.1项目背景及意义 本项目拟先设计一个独立系统，安装在别墅屋顶上，用于演示光伏发电系统在别墅中应用的情况，为日后大面积推广提供参考。 1.2光伏发电系统的要求 本项目设计一个5kWp的小型系统，平均每天发电25kWh,可供一个1kW的负载工作25小时。能够满足别墅正常见电的需要（一般家庭每天用电量在10kWh左右）。 2.系统方案 2.1现场资源和环境条件 长春北纬43 °05’～45 °15’；东经124 °18’～127 °02’。长春市年平均气温 4.8°C，最高温度39.5°C，最低温度-39.8°C,日照时间2,688小时。夏季，东南风盛行，也有渤海补充的湿气过境。年平均降水量522至615毫米，夏季降水量占全年降水量的60%以上；最热月（7月）平均气温23℃。秋季，可形成持续数日的晴朗而温暖的天气，温差较大，风速也较春季小。 2.2太阳能光伏发电系统原理 太阳能光伏发电是一种新型的发电方式, 基本原理是光生伏特
效应原理, 也就是当太阳光照射在某些特殊材料上, 会引起材料中电子的移动, 形成电势差, 从而由太阳光能直接转换为电能。这其中的特殊材料也就是光伏发电的的最基本元件被称为太阳电池半导体, 即太阳能电池(片), 它包括有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、蓄电池、逆变器、控制器等几大部分组成, 由这些电子元器件构成的系统, 安装维护简便, 运行稳定可靠。白天太阳能电池组件将太阳辐射出的光线转变为电能, 储存在蓄电池里, 在夜间或需要时, 从蓄电池里将电能释放出来, 用于照明和其它用途。太阳能电池组件是发电设备, 蓄电池是储能设备, 控制器、逆变器是充放电控制保护和直交流变换设备。 2.3太阳能光伏发电主要部件 (1) 太阳能电池板： 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中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，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决定整个系统的质量和成本。 (2) 太阳能控制器： 太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其它附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。
风光互补发电系统现状及发展状况(可编辑修改word版)
风光互补发电系统现状及发展状况 高洁琼 (ft西大学 ft西·太原030013) 摘要:本文介绍了风光互补发电系统的结构、工作原理和优缺点,以及风光互补发电系统的发展过程及现状,同时说明其应用前景。太阳能和风能之间互补性很强， 由这两者结合而来的风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性。 关键词: 风能太阳能风光互补系统 1.风光互补发电系统的结构、工作原理、基本要求以及优缺点 1.1风光互补发电系统的结构 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、控制器、蓄 电池、逆变器、交流直流负载等部分组成。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控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。1.2风光互补发电系统的工作原理及运行模式 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，再通过控制器对蓄电池充电，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交流电对负载进行供电；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 交流电，保证交流电负载设备的正常 使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；控制 部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行 切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多 余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的 电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；蓄电池部分由多块蓄 电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。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。 风光互补发电系统根据风力和太阳辐射变化情况，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。 1.3风光互补发电系统的优缺点
风光互补控制器
升降压型Quick-MPPT风光互补（路灯系统）控制器使用说明书 型号: LCWS-BX LCWS-B1、LCWS-B2
安全注意事项 1. 非常感谢您购买我公司生产的控制器，请在安装及使用本产品前仔细阅读使用 说明书，并妥善保管。 2. 须有经验的技术人员进行安装操作，安装过程需严格按照本用户使用手册进 行，确保该产品能够正常工作。 3. 本产品应避免长期接触腐蚀性气体和潮湿环境。 4. 切勿将本产品放置在潮湿、雨淋、暴晒、严重灰尘、震动、腐蚀及强烈电磁干 扰的环境中。 5. 请勿打开本产品外壳自行维修。
目录 一、产品概述 (1) 二、型号说明 (2) 三、安装规程 (2) 四、液晶操作及显示说明 (4) 4.1按键说明 (4) 4.2显示内容说明 (5) 4.3 昼夜判断 (7) 4.4输出模式说明 (5) 4.5控制面板操作说明 (5) 五、保护机制 (13) 六、性能参数 (13) 七、常见故障及处理 (15)
一、产品概述 本控制器专为高端的小型风光互补系统而设计，适用于风光互补路灯系统和风光互补监控系统，其主要功能如下： 1)本控制器为高性能风光互补控制器，能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行充、放 电，充电时采用高分辨率的PWM方式对蓄电池进行限压、限流充电，有效延长蓄电池寿命； 2)带有精确转速检测及控制模块，可实时查看风机转速，并可根据设置的安全转速上限，实现超 速刹车。 3)带有两路直流输出接口，每路最大输出电流可达10A；用户可单独对每一路设置3种不同的输 出模式，分别为：光控开光控关、光控开时控关、常开。 4)带有风机MPPT（最大功率点追踪）功能。本系统运用领先的算法，可自动搜寻最大功率点， 实现风能到电能转换的最大化，经测试，本控制器较传统控制器最大能提高充电效率1倍以上。 5)带有定制LCD，用户可通过人机交互接口简单查看和设置控制器状态： 可查看项目有：蓄电池电压、风机转速、风机电压、风机电流、风机功率、光电池电压、光电池电流、光电池功率、第1路输出模式、第1路输出的关断时间；第2路输出模式、第2 路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点、白天或夜晚指示、蓄电池电量状态、负载 状态，还有过压、欠压、过载、短路等故障状态。 可设置项目有：第1路输出模式、第1路输出的关断时间；第2路输出模式式、第2路输出的关断时间、光控开电压点、光控关电压点。 6)独特的太阳能充电电路，损耗小，发热低。采用开路卸载方式，有效延长太阳能电池寿命。 7)完备的安全保护功能，包括： u太阳能电池防反充保护 u太阳能电池防反接保护 u太阳能限流保护 u蓄电池过充、过放保护 u蓄电池开路保护 u蓄电池防反接保护 u负载过载、短路保护 u防雷保护 u风机限流保护 u风机超速保护 u风机自动、手动刹车保护 u控制器温度监测，过温保护 u负载过压保护 ※注：以上保护机制除蓄电池防反接保护以外，均不会损伤元器件。 8)外壳采用优质的铝合金，富有设计感，造型美观，散热性能优异。 9)采用优质工业级元器件、严格的生产工艺制造，能在寒冷、高温、潮湿环境长时间可靠运行。
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）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。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，
可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。 技术方案 1、设计依据： 系统应用地点资源条件要求： （1）平均风速3.5m/s以上地点； （2）太阳能资源属Ⅲ类以上可利用地区。
风光互补控制器使用说明
一、风光互补控制器(风光互补路灯控制器)产品功能与特点: 采用先进的MPPT功率跟踪技术,保证风能和太阳能的最高利用。 具有2路负载独立输出功能。 智能化软件控制，自动识别12V/24V系统。 具有负载过载保护功能。 具有负载短路保护功能。 具有浮充功能 智能滤除短时光照干扰功能 具有风力发电机智能停机系统 三种亮灯控制模式:光控模式,监控模式,光控+时控模式 时控模式下自动学习天黑、天亮时间，自动开灯至指定时长。 光控模式下根据光照度控制点灯。 监控模式可24小时控制输出。 具有晨亮功能。 可以设置各项运行参数。 大功率负载输出能力 大电流风能充电控制能力 大电流太阳能充电控制能力 二、常见问题及处理方法: 1 、风光互补控制器在带载工作中过载灯产闪烁。说明该路负载输出超过额定负载的10%，应检查负载是否超载。 2、风光互补控制器在带载工作中突然关闭输出，过载灯常亮。说明该路负载输出超过了额定负载的20%或者出现短路，应检查负载情况。 3、无充电，无显示：打开风光互补控制器上盖，检查风光互补控制器直流保险片是否熔断。当发现熔断，应首先检测蓄电池、太阳能电池板正负极是否接错，确认无误后更换同规格的直流保险片。 4、风力发电机不转：在风力较好的情况下，其它风力发电机运转正常，该风力发电机不转或转速很慢时，请观察风力发电机的尾舵方向是否与风向相同，检查风光互补控制器是否显示过压，若方向相同、风光互补控制器没有过压，尝试断开风光互补控制器与蓄电池连接，待风光互补控制器停止工作后再次连通蓄电池，风力发电机还是不转或转速很慢，尝试断开风力发电机与风光互补控制器的连接，风力发电机旋转正常，说明风光互补控制器的智能停机系统损坏，需要更换。 5、充电电压过高：蓄电池电压值高于充电过压保护电压上限的5%以上时，太阳能电池板或风力发电机用钳形电流表测量仍有充电电流，此故障可能是充电风光互补控制器损坏，需要更换。 三、产品多角度图片
风光互补发电系统技术方案
风光互补发电系统技术方案 五寨县恒鑫科技发展有限公司 2017年04月20日
项目背景： 本项目产品小型风力发电机组是离网用户最佳的独立电源系统。 风光互补独立供电系统是目前最广泛应用独立电源系统。风光互补独立供电系统的广泛应用在于它的合理性。 太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）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。单独的风机或太阳能发电系统由于受资源条件的限制，对蓄电池组充电时间较短，蓄电池组长时间处于亏电状态而导致蓄电池组的损坏。而风光互补发电系统充电时间较均衡，可以保证蓄电池组处于浮充状态，提高蓄电池组的充电质量并延长了蓄电池组的寿命。 风力发电机和太阳能电池的充电特性不一样，风机的充电特性较硬，而光伏电池的充电特性较软，风光互补电对激活离子运动，防止蓄电池极板硫化有好处，可延长蓄电池组的寿命。 风机和太阳能电池的储能和逆变系统可以共用，且风机的单位造价只有太阳能电池的三分之一左右，所以风光互补发电系统的整体造价可以降低。同时，由于风机和太阳能电池的发电时间上互补，可以减少储能的蓄电池组容量，使发电系统造价降低。经济上更趋于合理，随着我国4G通信网的开通，可实现大范围的无线传输图像资料，风光互补监控系统将在森林防火、防盗猎监控、城市乡村的防犯罪监控、古墓群的防盗墓监控、边防地区的防偷渡监控、生态保护区的防盗猎监控、旅游地区的安全监控和矿产资源的防乱开采监控等领域得到广泛的应用，这种监控系统体系不仅能大大降低管理成本，而且能实现有效及时和安全的防护体系。对降低森林火灾，减少资源破坏，提高破案率都有非常极的意义。技术的进步可以促进社会管理手段的进步，同时，新技术的广泛应用才能进一步促进新技术产业的发展。
风光互补发电系统简述
风光互补发电系统 摘要：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。本文通过对风光互补发电系统的动力来源-风能和太阳能资源的初步调研，分析了风光互补发电系统的优势，并总结了国内外风光互补发电系统的研究现状，对其基本的工作原理进行了阐述。最后对举例说明了风光互补发电系统的应用前景。 关键词：风光互补，现状，工作原理，应用前景 1.引言 能源是人类社会发展和进步的物质基础，人类社会的发展和进步离不开优质能源的开发利用和先进的能源技术的不断革新。煤和石油等矿物能源的开发和利用推动了近代工业革命的发展，极大地改变了人类的生活方式。由于煤、石油、天热气等常规能源的储量是有限的，据估计，地球上煤炭最多可用300年，石油最多可维持40多年，天然气还可以维持50多年，不断爆发的能源危机严重阻碍了人类社会的发展进步。为了缓解不断加重的能源危机，世界各国相继加大了对可再生能源的研究。可再生能源是指除常规能源外的包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能等能源资源。 为了降低能耗和解决日益突出的环境问题，全球都投入到了可再生发展能源的热潮之中，全球可再生能源发展取得了明显成效。主要表现在：成本持续下降，市场份额不断扩大，其定位也开始由补充能源向替代常规能源的方向转化。近10年来，全球风力发电市场保持了28％的年均增长速度，太阳能光伏发电的年均增长速度超过30％[1]。 进入新世纪以来，中国的可再生能源利用步入了快速发展的轨道，特别是自2006年可再生能源法实施以来，中国可再生能源已经进入快速发展时期。2009年中国可再生能源在一次性能源消费结构中所占的比例已从2008年的8％提升至9％。根据中国国家能源局制定的《新能源产业振兴发展规划》，预计到2011年，新能源在能源结构中的占到的比重达到2％(含水电为l％)，新能源发电容量占总电力装机容量的比重将会达到5％(含水电为25％)。其中风电装机容量将会达到3500万千瓦(陆地风电3000万千瓦，海上风电500万千瓦)，太阳能发电装机容量达到200万千瓦[2]。除此之外，根据(2008年中国风电发展报告》的预测，估计到2020年末，全国风电开发建设总规模有望达到1亿kW。到2020年全国
风光水互补发电_可再生能源发展新方向
中国电力报/2011年/3月/5日/第006版 前沿 风光水互补发电——可再生能源发展新方向 大规模非水可再能源的发展,给传统水电开发赋予了新任务。水电与风—光互补结合,可对风—光并网发电和储能提供强有力的支撑,水电的绿色环境效益和生态效益成为其开发所追求的新目标 清华大学水利系、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室马吉明郑双凌陈 浩波 能源和环境是当前人类生存和发展迫切需要解决的问题。常规化石能源如煤、石油、天然气等，储量随利用时间的增长而日益减少，且带来严重的环境污染问题。大力发展可再生能源的任务愈发紧迫。从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看，利用水能、风能、太阳能发电，最为现实，前景广阔。三者互补结合是一条有效的途径。但光伏发电的时间局限性和风能发电的不稳定性是这两种电源的固有缺陷，必须具有相当规模和调节性能良好的备用电源，风－光出力才能成为国民经济发展的依靠。水电是规模大、调节性能良好的电源，可以充分利用水库的调节能力，克服光伏和风能发电不连续、不稳定的缺点，确保供电质量。 风光可再生能源的发电前景广阔 首先是风力发电。风力发电包括小型离网运行风力发电和大型并网风力发电，是继水电后技术最成熟、最具有大规模开发利用前景的可再生能源发电方式，具有清洁无污染、永不枯竭、基建周期短、装机灵活等优点。 据统计，我国陆地可利用风能资源3亿千瓦，加上近岸海域可利用风能资源，共计约10亿千瓦，比水力总蕴藏量6.94亿千瓦还多。风能资源主要分布于两大风带：一是“三北地区”（东北、华北北部和西北地区）；二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。《可再生能源中长期发展规划》指出，在具备规模化开发条件的地区，进行集中连片开发，建成若干个风电大省、数个百万千瓦级大型风电基地；到2020年全国风电总装机容量达到3000万千瓦。目前，我国规划在甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古、江苏6个省区建设7个千万千瓦级风电基地。 随着风电技术的进步和规模的扩大，风电成本已接近常规能源，是近期最有市场的非水可再生能源，在今后相当长的时间内将会保持较快发展。 其次是光伏发电。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能，具有许多优点，如无噪声、无污染、无燃料消耗，能量随处可得，维护简便等。光伏发电最初作为独立的分散电源使用，近年来规模逐渐增大，包括离、并网两种类型，其中并网光伏增长尤为迅速。 我国太阳能资源丰富。然而由于目前光伏发电还处于起步阶段，成本高，在电网覆盖区域还无法和常规能源竞争。一旦光伏发电的成本下降，将会得到大规模的应用。届时，光伏发电不但会替代部分常规能源，还将发挥出巨大的环境效益。根据《可再生能源中长期发展规划》，在甘肃敦煌和西藏拉萨（或阿里）建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目；到2020年，我国大型太阳能并网光伏电站总容量将达到20万千瓦。 风能和光伏发电目前发展速度飞快，二者分别利用风能和太阳能辐射作为初始能源，也存在的一定的问题。一是，大规模开发占地面积大。太阳辐射在地面上的最大功率小于1平方米每千瓦，考虑到光电转换效率与接受面积的周边空隙，每平方米的有效功率约100瓦，发电量每年约