风光互补发电设备的特性机理简介

２）通过观察，当补偿的感性电流ｉ。￡有效值达到 １．０８ Ａ时，ｉ。的相位与ｕ。的相位相一致；继续加大 ｉＬｃ时，ｕ。将超前于ｉ。，对外呈现出阻感性。因此，这 个实验验证了（１）中的推断结论。即对于ＨＰＳ灯灯 管来说，工作时对外为容阻性，可以用一电容与电阻 的简单并联来等效，具体的阢，％，“随着注入电 感电流，Ｉ￡变化而改变的向量图可参见图７所示。
图７ Ｉ－ＩＰＳ灯阻抗特性验证实验的结果及局部放大图
１．３相关的结论及建议 （１）从实际的测试结果来看，ＨＰｓ灯管的阻抗特
性为阻容性，而不是已知的阻感性。 （２）由于ＨＰｓ灯管的阻抗特性的变化，可能要
进一步研究按照阻感性灯管所得到的常规灯设计条 件及公式的误差，以及如何进行修正。
２ 小结
文章通过标配的２５０ Ｗ ＨＰｓ灯，利用实验的方 式来说明：相对应的技术文献所给出的关于ＨＰｓ灯 的灯管的电压、电流相位、等效电路及对外所表现出 的阻抗特性。与实际的测试结果并不相同，甚至得出 相左的结论。这对于修正固有的概念或许具有一定
大电网供电
风机发电
逆变 控制器
太罂譬炒叫隘 电池板卜＿＿一 ｌ蓄电池
接ｊ１１户户内 川电电路
电源切换 控制器
图２风光互补发电设备工作原理图
在外界呈现日照状态或一定风力作用时，太阳 能光伏发电或风力发电机发电都可通过逆变控制器 的控制电路对蓄电池充电。有风有阳光时，则两者 同时对蓄电池充电。当蓄电池的储藏电能达到饱和 时，蓄电池就可对外放电。并通过逆变电路的逆变 转化，输出５０ Ｈｚ／２２０ Ｖ交流电，以满足用户的日常 用电之需求。此时，图２中的电源切换控制器的ＪＫ 键处于／ｉｓ’常闭触点。当外界既无阳光又无风力作 用或蓄电池放电过久，蓄电池电压偏低，相应的逆变
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｗｏｒｋ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｅ－ ｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｗｉｎｄ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ＰＶＰ；ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ｗｉｎｄ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ
３ 风光互补发电是人类发电史的 里程碑
无论从风光互补发电设备的工作机理分析，还 是从该发电设备的工作现场监测，该发电设备在工 作中绝对无排放、无污染。更无需旷日持久地消耗 煤、石油、天然气或核能，也不受地理条件及干湿气 候的影响，满足了新的历史时期对新产品高效节能、 绿色环保、安全可靠等诸多时代特征的新要求。且 广泛适宜城乡结合部、农村、山区、牧场、海岛、渔船 及一般货运船队的安装使用，也可为内河或海洋航 行的信号灯、标识牌提供日常用电。我国幅员辽阔， 纵跨热带至亚寒带的９８０万平方公里的国土，一年 四季阳光普照、风势绵恒。风光互补发电设备大有 用武之地！
［３］ 刘跃群等．光源电器原理和应用技术［Ｍ］．北京：化学 工业出版社，２００３，１０
［４３邱关源，电路（电工原理Ｉ）［Ｍ］．北京：人民教育出版 社，１９７８。３
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灯与照明
第３３卷第２期
风光互补发电设备的特性机理简介
石听安１ 周光华２
（１．常州市武进老科技协会，常州２１３０１７；２．常州市高明照明电器厂，常州２１３１１８） 摘要：该文介绍了风光互补发电设备的主体结构和工作原理及优势。
关键词：风力发电；光伏电池；风光互补发电
Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｉｔｈ Ｗｉｎｄ ａｎｄ Ｌｉｇｈｔ
收稿日期：２００８－１２－３１
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第３３卷第２期
之需。因而亦对蓄电池起着检测保护作用。
图１风光互补发电设备 １一风叶；２一风力发电机；３—太阳能电池板；４一杆体； ５一底座（内装蓄电池，逆变控制器）
２风光互补发电设备的工作原理 及优势
风光互补发电设备的工作原理参见（方框）图 ２。该发电设备的风力发电机的启动风速为２ ｍ／ｓ， 额定风速６ ｍ／ｓ。整机系统效率７８％一８０％，尚待 提高。
再则，进一步与同样无需消耗地球储藏资源—— 煤、石油、天然气或核能的水力发电来比较，水力发电 大受地理条件、水源变化等影响，还需庞大的远距离 输电设备及管理机构。当然风光互补发电绝不可能 象水力发电那样，一下子获得相当巨大的电能。但分 散的独立的发电模式无需一下子投入那样巨额的基 建投资，也无需一系列庞杂的管理团队，且投入运营 后的跟踪维护也较为方便。在综合风光互补发电设 备的诸多优势后，我们可以认为：风光互补发电是人 类发电史的一块体现着时代特征的里程碑。
本文引述的风光互补节能பைடு நூலகம்技项目就是在这一
思想指导下，充分利用可再生能源的互补，所以这种 技术路线是一种节能环保、高效可靠的新思路。
１ 风光互补发电设备的主体结构
风光互补发电设备主要由风力发电机组、太阳 能光伏电池板、逆变控制器、蓄电池四大件组成，整 体作户外立杆式安装（见图１）。风力发电机的额定 功率分３００ Ｗ，３５０ Ｗ，４００ Ｗ三种规格。三片风叶 的旋转直径为２．１ Ｉｌｌ。风力发电机组的工作寿命达 ２０年之久。两块高性能太阳能光伏电池板的额定 功率均为１８０ Ｗ。为防止外界尘埃在光伏电池板上 的堆积而影响其光电效应，另设置一个全自动控制 的尘埃清洁器，乘外界有露水或汽雾时，自动对大阳 能光伏电池板作一次清洁擦洗，以保障其有效工作 寿命长达２０年。在杆根部底座内作封闭安装的逆 变控制器和蓄电池的有效工作寿命一般为３～５年。 蓄电池为两只１２ Ｖ，１５０ Ａｈ的高效免维护电瓶串 接，逆变控制器设计成多功能特性。它的主要任务 是把蓄电池输出的直流电逆变转化为５０ Ｈｚ，２２０ Ｖ 交流电供用户日常使用。同时还兼顾来自风机和光 伏电池的直流电流的整合作用，以适应蓄电池工作
的积极意义。基于ＨＰＳ灯的工作原理、放电过程的 复杂程度，以及在设计与其配套的电器所要求的阻 抗匹配要求，在此恳请相关人员做进一步探讨和研 究。
参考文献：
［１］诸定昌等．高强度气体放电灯的阻抗特性［Ｊ］．北京：光 源与照明，２００３，４
［２］周太明等．光源原理与设计（第二版）［Ｍ］．上海：复旦 大学出版社，２００６
０ 引言
改革开放３０年来，我国的风电、太阳能、现代生 物质能的技术从无到有并稳健发展，至今已进人了 再生能源快速发展的历史时期。据相关资料显示， 至２００７年底，我国再生能源的利用量合计达２．２亿 吨标准煤的能量，占一次消费总量的８．５％。仅风电 和太阳能两大块，２００７年新增风电装机容量３４０万 千瓦，总量达６００万千瓦；太阳能热水器总集热面积 为１３ ０００万平方米，年生产能力超过１ ５００万平方 米。太阳能电池产量达１ ０８８兆千瓦，超过欧盟和 日本，成为当今世界太阳能电池第一大国。这为进 一步开拓风光互补发电事业打下了良好的基础，提 供了极为有利的先决条件。随着我国再生能源应用 技术不断取得突破，尤其是风力发电和太阳能光伏 电池技术的国产化力度大力提升，大幅度降低了发 电成本。一方面迫使国外同类企业参与我国风电、 光伏发电市场的价格竞争；另一方面更坚定了我国 发展风电、光伏发电事业国产化的指导思想，已形成 独立自主的知识产权体系。
Ｓｈｉ Ｔｉｎｇａｎ １，Ｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｈｕａ２ （１．Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２１３０１７； ２．Ｇａｏｍｉｎｇ Ｌｉｇｈｔｅｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ Ｆａｃｔｏｒｙ。Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２１３１１８）
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（上接第４４页） 由图７的实验结果分析如下： １）按照（１）中的结论推断，如果灯管为阻容性
负载，那么随着感性电流ｉ比的增加，ｉ。与Ｍ。的相位 应该同步减小。实际观测发现，当补偿感性电流ｉＭ （Ａ：有效值）增加时，ｉ。与ｕ。的相位差在减小，与推 断相一致。
对于大电网供电尚未覆盖到的深山老林或边陲 海岛、荒漠滩涂地区，也只需要风光互补发电设备的 设计功率与用户的基本用电需求量配置得当，而这 些地区相对来说其风力作用及日照状况较有优势。 该发电设备在正常Ｅｌ照和风力作用下工作８～１０ ｈ， 就足以保障一般用户３—５天的日常照明用电之需 求。且从图２来看，还可省去电源切换控制器，用一 只单相闸刀开关来替代。
万方数据
系统输出电压同样偏低时，电源切换器ＪＫ释放，接 通常开触点ｂｂ’，则用户的日常用电由大电网供给。 当蓄电池电压上升后，ＪＫ动作，复位常闭触点ａａ’， 用户Ｅｔ常用电又恢复风光互补发电设备的供电状 态。由此看来，只要用户日常平均用电功率与风光 互补发电设备的设计功率配置得当，我们可以认为 大电网供电完全可以退居为用户日常用电的补充状 态。这是该设备同时选择了大自然中取之不尽，用 之不竭的阳光和风为能源所显现出来的无可比拟的 巨大优势。