[發明專利]一種風能發電及風光互補發電系統

無效

• 申請號: 201010565139.2
• 申請日: 2010-11-25
• 公開（公告）號: CN102477951A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 雷威
• 申請（專利權）人: 西安瑞金源能源科技有限責任公司
• 主分類號: F03D9/00
• 分類號: F03D9/00;F03D7/00;H02N6/00;H02J3/38;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及風能發電，尤其涉及一種風能發電及風光互補發電系統。

背景技術

風能和太陽能都是潔凈、儲量極為豐富的可再生能源。我國幅員遼闊，風能資源豐富，據估算，我國陸地可開發風能儲量約為2.5×108KW，海上風力資源量更大，可開發風能儲量約為7.5×108KW。太陽每年投射到地面上的輻射能高達1.05×1018千瓦時(3.78×1024J)，相當于1.3×106億噸標準煤。中國太陽能資源非常豐富，理論儲量達每年1.7×104億噸標準煤，大多數地區年平均日輻射量在每平方米4千瓦時以上[1]。風能和太陽能的應用方式多種多樣，其中用于發電是最常見也是最重要的形式之一。

風能和太陽能作為可再生能源，其應用得到國家大力鼓勵和支持。我國風電發展非常迅速：2006年，中國風電累計裝機容量達到260萬千瓦，到2007年，我國的風電總裝機容量達590.6萬千瓦，2007年一年的裝機容量就達330.4萬千瓦，比此前20多年的總裝機容量還要多。風力發電一方面作為化石能源的替代品向大規模、產業化的風力發電場發展，另一方面以小型風力發電形式為分散、邊遠用戶提供電力。我國的小型風力發電機常指10KW以下的、獨立運行的、用蓄電池儲能的風力發電機組。近年來也有些廠家生產15KW、20KW至數十千瓦的小型風力發電機，為邊遠無電地區的生活、生產供電。《2007中國新能源產業年度報告》指出，中國已形成了世界上最大的小型風機產業和市場，并已推廣了總容量約7萬千瓦的35萬臺小型風機用于邊遠地區居民用電。從事小型風力發電機組及其配套件開發、研制、生產的單位達78家，其中，大專院校、科研院所15家，生產制造單位38家，配套件(含葉片、逆變器、控制器、及蓄電池等)生產單位25家[2]。太陽能光伏發電由于能量密度低、現有太陽能電池板光電轉換效率有限(一般小于15％)，獲得一定的電能要使用大面積的太陽能電池板，導致獲得單位電能需要占用大量的面積(6～10m2/kw)且成本高昂(35～45元/瓦)，這限制了太陽能光伏發電的大規模應用，太陽能發電主要應用于邊遠無電、缺電地區的家庭供電、太陽能路燈/廣告牌、邊遠通信設施電源、邊遠交通隧道照明等。近年來隨著太陽能光伏產業的規模化和能量轉換技術的改進，太陽能光伏發電成本有所下降，據不完全統計，現在我國從事太陽能發電技術產業研究、開發、生產和應用的單位已超過100家，太陽能發電設備累計裝機容量已超過80MW[3]。風能和太陽能發電技術及其產業化的長足發展為其在海上油田中的應用奠定了良好的基礎。

發明目的

本發明的目的在于提供一種就地發、供電，安全獨立、無需敷設海底電纜、一次性投資低；資源可再生、沒有后續能源費用；清潔、不造成環境污染且壽命較長的風能發電及風光互補發電系統裝置。

為實現上述目的，本發明提供一種風能發電及風光互補發電系統，其特征在于：所述系統包括：1)負載平臺，所述負載平坦由中控單元、導航單元、液壓泵及通信單元組成；2)離網風能發電系統，主要由風力發電機、風機控制器、蓄電池和逆變器等構成，所述風力發電機將風的動能轉換為電能；所述風機控制器制整個系統得工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用；所述蓄電池將風機所發出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來；所述逆變器將直流電轉換成交流電供交流負載使用；及3)離網型風光互補發電系統，主要由風力發電機/光伏組件、風機/光伏控制器、蓄電池和逆變器構成。

本發明具有積極的效果：風能和太陽能發電按是否并入公共電網系統可分為并網發電系統和離網發電系統。離網發電系統是獨立于公共電網、自發自用的發電系統，常用于為邊遠無電用戶、及沿海和內湖漁船、游船等供電；并網發電系統是為公共電網提供電力的發電系統。通常離網發電系統容量在100W至數10KW級，并網發電系統容量可達數百千瓦甚至兆瓦級。

風能和太陽能可獨立構成發電系統，也可組成風能和太陽能混合發電系統——即風光互補發電系統，采用何種發電形式，主要取決于當地的自然資源條件以及發電綜合成本，在風能資源較好的地區宜采用風能發電，在日照豐富地區可采用太陽能發電，一般情況下，風能發電的綜合成本遠低于太陽能，因而在風能資源較好地區首選風能發電系統供電。近年來由于風光互補發電系統具有資源互補功能、供電安全性、穩定性均好于單一能源發電系統且價格居中而得到越來越廣泛地應用。

海上邊際油田距公共電網遠、用電負荷較小，小型離網風能/風光互補發電系統因具有下列特點而成為被矚目的對象：

就地發、供電，安全獨立、無需敷設海底電纜、一次性投資低；