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| 溫室大棚風能、太陽能互補供電系統設計 | |
| 發布時間:2017-02-07 13:14:12 | 瀏覽次數： | |
| 隨著溫室大棚設施農業技術不斷發展，近年來，我們在全國各地建設了不少的智能溫室，其中不少采用太陽能作為新能源為溫室大棚供電，提高溫室了的技術含量和性能。現在，我們設計了一套溫室大棚風能、太陽能相結合又互補的供電系統，大大提高了溫室大棚性能。 溫室大棚用風光互補供電系統主要有以下特點：(1)白天夜晚資源互補，自天太陽光強,夜晚風大；（2)季節互補，北方夏天白天時間長,太陽能好,夏季風小，而冬季風大日照時間短,剛好互補；（3)晴天與陰天互補，晴天太陽能好，陰雨天一般有風,風能好。風光互補供電系統對自然資源的利用率明顯高于單用太陽能、風能供電系統,可使蓄電池容量配置降低，可大大減少太陽能板的使用，從而更科學、經濟、實用。  一、 供電系統工作流程 溫室大棚供電系統主要設計由風光互補進行供電。當晴天時由太陽能供電，晚上或有風的時候由風力發電機發電，同時給蓄電池充電。太陽能和風力發電機都不工作時系統由蓄電池儲存的電能供電。值得注意的是風光互補系統產生的電能都是不穩定的直流電，因此有不必要進行穩壓后進行逆變，逆變輸出后在給溫室大棚各個系統供電,而對于需要直流電源供電的控制器可以直接從綠色能源經穩壓后引入或直接從蓄電池引入，備用電源則需整理降壓后才能給溫室大棚系統供電。整個供電系統的電源穩定性高，不會出現電力不穩定使控制系統誤動作甚至不動作的現象。對于太陽能供電系統理論上要求蓄電池的工作時間要大于該地區的最長連續陰雨天。以福州為例,福州10年來的最長連續陰雨天為20天，因此選擇蓄電池的工作時間要大于20天。而對于采用市電作為備用電源的供電系統，蓄電池選擇2-3天的供電時間即可,這樣能夠減少蓄電池的容量，減少投資。當蓄電池充分放電后,若檢測此時的太陽能電池板和風力發電機仍然無法工作時，則自動切換備用的市電進行供電。 以太陽能發電來簡要介紹風光互補系統發電的原理:太陽能電池板吸收太陽能,將太陽能轉化為電能儲存在蓄電池里，蓄電池輸出電壓經過升壓電路后輸出,輸出的直流電通過橋式逆變,輸出220V的交流電,供電給溫室大棚的控制器。當夜晚或有風的陰雨天時，則切換風力發電機發電，其發電原理與太陽能發電原理一致。 二、系統選擇與放置 這里介紹典型的太陽能風能互補供電系統太陽能板與風力發電機的選擇計算方法： 設有一平均用電功率為500W的小型溫室大棚，設備安放地點在北緯25度東經118度(福建地區），當地的有效日照為3小時,平均風速為3米每秒,連續陰雨天為10天，采用太陽能發電與風力發電量為3:7的經濟配比,則： 溫室大棚每天耗電量為500X24小時=12000WH，太陽能發電量為12000X30%=3600WH,風力發電量為12000X70%=8400WH。 若配備12V120W的太陽能電池板N片，則由NX120X3=3600,得需太陽能電池板N=1O片。將12片12V的電池板接成48V的使用，即4串3并。 . 設需要X臺800瓦風力發電機，則XX800X(3/12)X24=8400,得X=1.75臺，取X=2臺。 對于不間斷用電的普通溫室大棚，可以選用48V的蓄電池，蓄電池的供電時間為2天。因溫室大棚供電系統要求24小時不間斷的供電，考慮保護蓄電池，則蓄電池按60%放電，此時蓄電池應選取（12000/48)X24X2+0.6=20000AH,，此時需選用200個12V100AH的蓄電池按4串50并組成48V20000AH的蓄電池供電系統。 太陽能電池板主要由多晶硅板，其選擇應與負載的大小有關,2008年每瓦大約要30-40元，今年則僅需20元每瓦。若選取瓦數為120W的太陽能板，這每片要2000元左右。但是按照批量生產來算1200W左古的溫室大棚太陽能電池板的投資僅1-2萬左右。 太陽能電池板的安放:太陽能電池板安放形式有跟蹤式、聚焦式和平板式。跟蹤式維護較麻煩，但要求蓄電池的容量可以小;聚焦式是利用凹鏡的原理聚焦，其效率高，但成本也相對較高;平板式是太陽能電池板以地面成一定角度，固定放置的一種安放形式。其安放按照經驗放置：以北半球為例，太陽能電池板放置朝正南方向，角度為當地緯度加10度。若在福州安放其電池板的放置角度為35度，而在北京地區其安放角度為45度。 鄭州奧農苑溫室大棚建設總結： 隨著科技的進步，太陽能電池板和發電機的性能都將會有所提高，而生產成本也必然隨之降低，可以看出綠色能源應用于農業工程的前景十分廣闊,充分利用綠色能源有助于緩解日益嚴峻的能源危機。對于應用風光互補的智能溫室大棚，雖然以目前的技術綠色能源的利用率不高，太陽能光伏電池價格較高，風力發電機的價格也較高，且綠色能源供電系統一次性投資很大，但總體上看在小負載的供電系統中應用這種綠色能源類產品已經接近了國民的消費水平。 綠色能源及其他形式的能源應用于溫室大棚設施農業工程中有以下特點:一次投資大但是從總體上看是經濟性較好,適合于小負載的場合。此外，綠色能源的廣泛應用為創造出一個清潔、干凈、無污染的環境提供了一條很好的途徑。 |
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