风光储技术分析材料

1、风光储系统需求报告及概要设计张跃火一、需求调研1.综述小型风光储系统的市场应用主要集中在风光互补路灯，野外通讯基站，部队军营哨所，偏远农牧民生活供电等领域。整套系统由太阳能光伏组件，风机，蓄电池和风光互补控制器等组成，其中风光互补控制器是核心部件，用于控制风光互补充电及离网逆变功能。该系统的应用空间广泛，市场需求量大，但竞争也非常激烈。目前国内约有上百家中小企业在进行该系统的生产销售。市场上风光互补控制器的普遍价格在2-3元/W左右，常规产品为1KW，2KW，3KW，5KW等。较为知名的厂家有广州尚能，广州红鹰，宁波风神等。2.风机类型及参数风力机的种类和式样很多，以风轮回转轴的方向，可以分水

2、平轴式和垂直轴式。 水平轴风力机组在风速、风向变化激烈时，由于对风机构的滞后及消耗，发出电的品质不良，效率亦不够高，但其设计制造技术相对成熟。垂直轴风力机一般设有启动装置，对风况的适应性较好，但是，垂直轴风力机存在着工作限速问题，其限速机构相当复杂，加之一些技术上的难题仍未得到解决，因此目前在实际的应用中还有很大的局限性。叶片数多的风力机通常称为低速风力机。它在低速运行时，有较高的风能利用系数和较大的转矩。它的起动力矩大，起动风速低。叶片数少的风力机通常称为高速风力机，它在高速运行时有较高的风能利用系数，但起动风速较高。由于其叶片数很少，在输出同样功率的条件下比低速风轮要轻得多。配置风力应充分

3、考虑当地的自然环境，风力发电机应适合用于多种不同气候的地区，这将能最大程度发挥风力发电机的性能。风速选择：低风速风力发电机能有效地提升风力发电机在低风速区域的风能利用，在年平均风速小于3.5m/s，且无台风的地区，可使用低风速产品。主流小型风机厂家及参数：风机功率风机类型厂家型号输出电压启动风速（m/s）切入风速（m/s）额定风速叶片数叶片直径200W立轴风神FSP20024/12DCV4-25（工作风速）100.8300W立轴风神FSP30024DCV4-25（工作风速）10水平轴风神FS30024/48DCV2.331032400W水平轴红鹰HY400L12/24DCV1.52.01251

4、.5水平轴红鹰HY400H12/24DCV22.51231.5水平轴尚能SN400W24DCV22.51231.5水平轴尚能SN400WL24DCV1.521251.5水平轴风神FS40024/48DCV2.531032.2500W立轴风神FSP40024DCV4-25(工作风速)101.36600W水平轴红鹰HY600W24/48DCV22.51231.7水平轴尚能SN600W24/48DCV22.51231.7水平轴风神FS60024/48DCV33.51032.51000W水平轴红鹰HY1000W48DCV22.51251.8水平轴尚能SN1000WL24/48DCV22.51251.8

5、水平轴风神FS100024/48DCV33.51032.8立轴风神FSP100048DCV4-25(工作风速)121.82000W水平轴红鹰HY2000W48/110DCV2.531233水平轴尚能SN2000W48/110DCV2.531233水平轴风神FS2000230/115/48DCV33.51033.23000W水平轴红鹰HY3000W48/110DCV2.531253.1水平轴尚能SN3000WL48/110DCV2.531253.1水平轴风神FS3000230/115DCV3.541134.2立轴风神FSP300048DCV4-25(工作风速)1233.太阳能系统参数型号额定功率

6、(Pmax)开路电压 (Voc)工作电压(Vmp)短路电流 (Isc)工作电流(Imp)最大系统电压厂家DQPVM90-M5-3690W22.57V18.5V5.25 A4.86A1000V DC东汽酒泉DQPVM210-M6-54210W34.5V27.2V8.26 A7.72ADQPVM210-P6-54210W33.6V27.0V8.32 A7.78ADQPVM230-M6-60230W36.8V29.7V8.3 A7.69ADQPVM230-P6-60230W36.0V29.5V8.42 A7.8ADQPVM275-P6-60275W44.0V35.5V8.3 A7.75ADQPVM2

7、80-M6-72280W44.9V36.2V8.36 A7.74ASN-150-72150W43.834.24.89 A4.38A尚能SN-160-72160W43.834.25.22 A4.68ASN-170-72170W43.834.25.54A4.97AYL 260 P-35b260W44.635.08.047.43英利YL 265 P-35b265W44.635.38.157.50YL 270 P-35b270W44.835.38.207.65YL 275 P-35b275W4535.58.307.75YL 280 P-35b280W4535.58.357.89SF-150-24-M1

8、50W43.434.84.884.31江苏林洋SF-160-24-M160W43.535.65.04.50SF-170-24-M170W44.535.95.124.74SF-180-24-M180W45365.205.04储能系统及参数蓄电池是一种储能元件，用于储存电能，对外放电后可以对内部电能进行补充(充电)，而且充电过程可以反复多次进行。蓄电池的种类很多，目前用于小型风光储系统中、且性能较好的有铅酸蓄电池和锂离子蓄电池等。单节铅酸电池额定电压为2V，12V的铅酸电池模块为6节单电池串联组装而成，额定电压为12V（+1.8；-2.4）的铅酸电池充放电范围：9.6-13.8；24V是12V的2

9、组串联，电压范围为：19.2V27.6V；36V是12V的3组串联，电压范围为：28.8V41.4V。单体锂电标称电压为3.7V，正常电压范围是2.5V-4.25V，过充或者过放电会对电池形成不可逆的影响。二、风光储系统的概要设计1.系统架构设计 风光互补独立发电系统可分为：风机、太阳能电池板、风光互补控制器、蓄电池和逆变器几个部分。风光互补控制器将风机和太阳能电池板发出的能力合理控制给蓄电池充电，提高充电效率，保证充电安全。蓄电池储存能量，供用户需要时使用。逆变器将蓄电池的直流电逆变为220V的交流电，方便用户使用。小型灯光储系统结构2.用户负载统计家电名称额定功率日均用电时间耗电量彩电约1

10、50W6h0.9KWh卫星接收设备约30W6h0.18 KWh冰箱约90W24h0.6KWh电风扇约40W×36h0.72KWh照明系统约20W×35h0.3KWh电饭煲约800W1h0.8 KWh其它小家电约50W10h0.5KWh统计约1300W4.0 KWh普通家庭用户最大负荷为1200W，平均日耗电量为：4.0KWh3.风机选择小型风力发电系统选择主要依据三方面的因素：（1）风能资源的情况，主要通过风能利用系数K来体现一类地区年平均风速为3-4m/s(10 米高)，去系数K=0.18二类地区年平均风速为4-5m/s(10 米高)，去系数K=0.2三类地区年平均风速为

11、5-6m/s(10 米高)，去系数K=0.23（2）用户的负载利用情况：主要依据用户的最大负载量和平均日耗电量（3）风机安装的现场条件：风机尽量要安装在四周无障碍物的高处以二类地区为例，计算风机容量：风机系统容量P=4000/24*0.2*0.8*（1-0.1）=1157W4太阳能电池板选择按照全国天气情况，电池板平均每天接受有效光照时间为4.5小时(h)，太阳能电池板的容量需求P=4000/4.5=888W。5储能蓄电池选择若以12V为一组的的铅酸电池为例，计算蓄电池的容量，,Q=4000/12=333AH，另外为了防止蓄电池过充和过放，蓄电池一般充电到90%左右；放电余留20%左右。 所以

12、210AH也只是应用中真正标准的70%左右，因此Q=333/0.7=476AH。若需要满足连续阴雨且无风天气2天的照明需求。(2天另加无风阴雨天前一夜的照明，计3天) 储能蓄电池容量Q=476*3=1428AH6.风光储控制器功能结构（1）整流：目前大部分风机以交流输出为主，首先需要将三相交流电转换成直流电，给蓄电池充电。（2）逆变：用户用电为220V，50HZ的交流电，需要进行DC/DC升压后，进行逆变工用户使用。（3）充电管理控制：风光互补发电系统中，为了保证发电系统供电的连续性和稳定性，配置蓄电池作为储能装置，而太阳能和风能发电随机性强、稳定性差，在发电系统中很难保证对蓄电池有规律的充电，因此，在风光互补电源系统中，如果对运行中的蓄电池充电控制和保护方法不得当，极易造成蓄电池的损坏（4）MPPT控制：采用逐次