三亚风光互补供电方案及报价

海岛——风光互补供电系统

设

计

方

案

广州红鹰能源科技股份有限公司

2015年7月

第一章 风光互补系统介绍

1.1 风光互补离网型系统

风光互补离网发电系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载用电。

夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能。

图1.1 离网型系统示意图

1.2 风光互补系统优点

离网型系统应用比较广泛，可广泛适用于道路照明、农业、牧业、种植、养殖业、旅游业、广告业、服务业、港口、山区、林区、铁路、石油、边防哨所、通讯中继站、公路和铁路信号站、地质勘探和野外考察工作站及其它用电不便地区。

离网型供电系统在电网覆盖不到的地区,具有得天独厚的优势,解决了远距离电缆架设成本,但是在电网能够覆盖到的地区，相对价格偏高。与传统市电供电相比其主要的优点体现在：

（1）自发自用，此过程不产生任何污染气体，达到节能减排的效果。

（2）不需要过长的电缆铺设，不需要增加变压器，施工及设备费用相对而言实习了减少投建成本的效果。

（3）施工工期短，工程协调量小，维护简单，扩容方便等优点

第二章  设计依据及流程

2.1 资源依据

三亚地处低纬度，属热带海洋性季风气候区，年平均气温25.7°C，气温最高月为6月，平均28.7°C；气温最低月为1月，平均21.4°C。全年日照时间2534小时。年平均降水量1347.5MM。素有“天然温室”之称。

图1.2 三亚NASA气候数据表（取值经纬度：经度108.56°，纬度18.9°）

综上数据显示，三亚地区的风能、太阳能资源非常丰富。适合安装风光互补供电系统。

1）该地区具有很好的风能资源，且常年风速较稳定，年平均风速为5.8m/s，适合风力发电系统安装。

2）从太阳能资源分布情况分析，太阳能年平均辐射量：5.04kWh/m2/d。最高出现在5月份，平均辐射量：6.27kWh/m2/d。大于年平均辐射量的高达6个月。

2.2 设计依据

  根据《中华人民共和国可再生能源法》及其设计的建筑行业和电力行业法律、标准、规范进行系统的设计及产品设备的采用。具体参照的设计规范如下：

（1）光伏组件

  《地面用太阳电池标定的一般规定》 GB/T 97-1986   

  《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》 GB/T 9535-1998(IEC61215)

  《太阳能结构可靠度设计统一标准》 GB/T50068-2001

  《光伏组件的安全性构造要求》 IEC61730.l  

  《光伏组件的安全性测试要求》 IEC61730.2  

  《地面用光伏（PV）发电系统--概述和导则》 GB/T18479-2001  

(2)风力发电机设计标准

  《离网型风光互补发电系统安全要求》20074719-T-604

  《离网型风力发电机组用发电机》 GB/T10760.2－2003

  《离网型风力发电机组 第一部份：技术条件》 GB/T19068.1-2003

  《离网型风力发电机组 第二部份：实验方法》 GB/T19068.2-2003

  《离网型风力发电机组 第三部份：风洞实验方法》 GB/T19068.3-2003

（3） 铅酸蓄电池

  《固定型阀控密封式铅酸蓄电池》 GB/T19638.2－2005

（4） 工程规范及验收

  《低压配电设计规范》 GB50054-95

  《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》 CECS 85：96   

  《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》 GB 50168-2006  

  《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 GB 50169-2006 

2.3 系统设计流程

风光互补户用系统主要流程：

   （1）按照总用电量和连续供电天数计算系统日耗电量和总用电量。

   （2）根据用电峰值和风光发电系统功率大小选择合适的逆变器和控制器。

   （3）根据安装环境和施工条件，设计风力发电机和光伏电池板安装结构。

第三章 设计方案

3.1 风光互补供电系统说明

系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、多功能逆变器、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统。

（1）风力发电部分：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；

（2）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：

（3）逆变器：逆变器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；

(4)控制器部分根据日照强度、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；

(5)蓄电池部分由多块蓄电池组成，储能和稳压，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。

设备系统接线原理图：

风光互补系统工作原理

3.2 方案（86KW设计）

3.2.1 方案说明

  根据用户需求，充分考虑了本系统高度的可靠性、先进性、灵活性、可扩充性、易管理性及性能价格比高等优点，适用于日常家电设备。 

——负载情况：总功率≤3000KW； 

——逆变器输出： AC220V

——负载平均每天用电量：约240kWH

3.2.2 系统配置

    根据第二章 三亚当地的太阳能资源和风资源可知，年平均光照强度取5.0kWh/m2/D，年平均风速为5.8m/s。

     （1）本方案风光互补发电系统日总发电量为：290KWh

     （2）蓄电池储能：约360 KWh

第四章  应用案例

4.1 广东南澳岛风光互补供电系统

建设时间：2010年10月

系统容量：35KW（5KW光伏+30KW风电）

安装面积约：35㎡

电网： 220Vac

年发电量约：43800KWH

供电范围：海水淡化设备及营房照明及生活供电

4.2 澳大利亚10KW风光互补农村供电系统

4.3南极中山科考站40KW离网型风光互补供电系统

                   第五章  报价

2.产品根据安装区域的资源环境不一样，系统配置可根据实际情况调整，系统调整后价格需重新核定；

3.风机及光伏组件的安装方式可按客户要求调整，所有产品按行业标准包装；

4.