[00755409]山区风光互补式清洁能源成套发电系统及应用

所属科学技术领域：该发明涉及适用于山区、农牧区、林区、偏远农村居民等的风光互补式清洁能源成套发电系统，利用用之不竭、可再生、清洁、无污染、储量丰富的风能、太阳能互补发电，发电效率高，是国家战略性新兴产业。已发表论文4篇，授权实用新型专利3项，所属农业科学技术领域。主要技术内容：创新开发了1项技术和1套系统，创新研制了1项装置；涉及国家战略性新兴风能、太阳能产业，并与“精准扶贫”攻坚战略相结合，实现了造血式精准扶贫、环保、风光产业共赢。技术原理如下：利用自然风作为动力，风力发电机将其转变为电能，光伏电池板利用光伏效应将太阳能直接转化为直流电；经风光互补控制器调节和控制，直接向直流负载或通过逆变器逆变向交流负载供电；多余电能储存到蓄电系统，发电不足时，蓄电系统向系统供电，供电连续、稳定。该系统发电成本接近煤炭、天然气等传统能源，与国内外同类系统比较具有明显优势，可减轻煤炭发电对环境污染，有效地减少雾霾污染物来源。技术指标：依据普通居民用电量，技术指标如下：风力发电机：2kW；光伏电池板：150W（额定）；蓄电池容量：200Ah；逆变器：2kVA。实际运行表明：该系统日均发电量满足基本需求。创新点：该系统利用风能、太阳能互补特性发电，比单用风能或太阳能更经济、科学、实用，提高了清洁能源综合利用率。3项创新如下：创新开发了风力发电机专用直驱低转矩技术，风机启动风速由3 m/s降到2.5m/s，降低16.7%，发电效率提高12.3%，使风能可利用区域增长16.2%，可利用风能资源扩大1.13倍。创新研制了微动不等边梯形尾翼机械自动偏航装置，自动偏航效果好，风轮实时处于迎风状态，达到最佳转速，风能利用充分，发电效率提高10%。创新开发了优化的充电与电能管理系统，使风能、太阳能发电系统、供电系统、蓄电系统达到最佳匹配，电能利用率提高18.2%。推广应用情况：该系统经用户使用证明运行安全、稳定、可靠，性价比高。在狼牙山脚下农户示范应用，引得众多红色旅游观光者参观，示范效果良好。该系统及相关太阳能、风光互补路灯等已在京、津、冀等地区应用。随着太阳能、风能发电补贴政策逐渐向山区、农牧区、林区、偏远农村等贫困地区倾斜，该系统及相关技术需求量逐年增加。促进行业科技进步作用及效益情况：《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》之新能源提出在偏远山区、林区、农牧区等建设互补、分布式光伏、风力发电微电网系统。该研究内容涉及风、光、机、电等多学科，促进了相关学科交叉发展和行业科技进步。该系统及相关技术已经在风能、太阳能较丰富的大部分地区应用，可部分代替煤炭发电，减少污染物排放，按电与标准煤等价折算系数及风光发电成本对比，风光发一度电，相当于少用400克标准煤，可减少二氧化碳排放997克，减少粉尘排放272克。近三年，三家企业新增销售4388万元。该系统及相关技术的应用有利于保护生态环境、缓解资源压力，符合可持续发展战略，具有显著的经济、社会和生态效益，推广前景广阔。