小型风力发电存在的问题
(1)小型风力发电机组生产成本不断提高,是由于原材料价格不断上涨的原因,因此购买风机的广大农牧民经济收入有限,而企业销售价不能随着上涨,企业利润空间很小,无利可图,促使有的企业开始转产。(2)有的配套件质量不稳定,性能差,特别是蓄电池,逆变控制器,影响整机发电系统的效率和可靠性。
(3)尽管风光互补发电系统推广应用很快、需要量大,但由于太阳能电池组件价格太高(每WP30~50元)。如果不是国家大量补贴,农牧民自购有较大困难,所以说太阳能电池组价格制约风光互补发电系统的发展。
(4)少数企业生产的小型发电机组质次价高,而且产品没有通过国家检测中心测试鉴定就批量生产销售,售后服务不到位,损害了消费者利益。
过去风力机的控制器和逆变器是分开的,现在多数厂家都采用控制器和逆变器一体化的方案。控制器将发电机发出的交流电整流后,充入蓄电池组。逆变器将蓄电池组输出的直流电转换成220V交流电,并提供给用电器。
逆变器按输人方式分为两种:
(1)直流输入型:逆变器输入端直接与电瓶连接的产品;
(2)交流输入型:逆变器输入端与风力发电机组的发电机交流输出端连接的产品,即控制、逆变一体化的产品。
逆变器的保护功能有:
(1)过充保护:当风速持续较高,蓄电池充电很足,蓄电池组电压超过额定电压1.25倍时,控制器停止向蓄电池充电,多余的电流流向卸荷器。
(2)过放保护:当风速长期较低,蓄电池充电不足,蓄电池组电压低于额定电压0.85倍时,逆变器停止工作,不再向外供电。当风速再增高,蓄电池组电压恢复到额定电压的1.1倍时,逆变器自动恢复工作、向外供电。
3.3 蓄电池
在独立运行的小型风力发电系统中,广泛采用蓄电池作为蓄能装置。蓄电池的作用是当风力较强或负荷减小时,可以将来自风力发电机发出的电能中的一部分储存在蓄电池中,也就是向蓄电池充电。当风力较弱、无风或用电负荷增大时,储存在蓄电池中的电能向负荷供电,以补足风力发电机所发电能的不足,达到维持向负荷持续稳定供电的作用。
蓄电池主要有普通蓄电池、碱性镉镍蓄电池以及阀控式密封铅酸蓄电池三类。普通铅酸蓄电池由于具有使用寿命短、效率低、维护复杂、所产生的酸雾污染环境等问题,其使用范围很有限,目前已逐渐被阀控式密封铅酸蓄电池所淘汰。阀控式密封铅酸蓄电池整体采用密封结构,不存在普通铅酸蓄电池的气涨、电解液渗漏等现象,使用安全可靠、寿命长,正常运行时无须对电解液进行检测和调酸加水,又称为免维护蓄电池,目前已被广泛地应用到邮电通信、船舶交通、应急照明等许多领域。碱性镉镍蓄电池的特点是体积小、放电倍率高、运行维护简单、寿命长,但由于它单体电压低、易漏电、造价高且容易对环境造成污染,因而其使用受到限制,现主要应用在电动工具及各种便携式电子装置上。
目前在大多数风电系统或太阳能光伏系统中采用的都是阀控式密封铅酸蓄电池。蓄电池是影响风电系统寿命的关键因素,对阀控式密封铅酸蓄电池充放电的控制直接影响蓄电池的寿命,不合理的充放电将直接导致蓄电池的崩溃。在大多数的风电系统中,都是由CPU来监测并控制蓄电池的充放电过程,较多采用分阶段法来优化充电过程。因为分阶段充电过程符合阀控式密封铅酸蓄电池的特性,能很好地保护蓄电池,延长其使用寿命。
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