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| 溫室大棚風(fēng)能、太陽能互補供電系統(tǒng)設(shè)計 | |
| 發(fā)布時間:2017-02-07 13:14:12 | 瀏覽次數(shù)： | |
| 隨著溫室大棚設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展，近年來，我們在全國各地建設(shè)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(shù)含量和性能?，F(xiàn)在，我們設(shè)計了一套溫室大棚風(fēng)能、太陽能相結(jié)合又互補的供電系統(tǒng)，大大提高了溫室大棚性能。 溫室大棚用風(fēng)光互補供電系統(tǒng)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(fēng)大；（2)季節(jié)互補，北方夏天白天時間長,太陽能好,夏季風(fēng)小，而冬季風(fēng)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(fēng),風(fēng)能好。風(fēng)光互補供電系統(tǒng)對自然資源的利用率明顯高于單用太陽能、風(fēng)能供電系統(tǒng),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(xué)、經(jīng)濟、實用。  一、 供電系統(tǒng)工作流程 溫室大棚供電系統(tǒng)主要設(shè)計由風(fēng)光互補進行供電。當(dāng)晴天時由太陽能供電，晚上或有風(fēng)的時候由風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，同時給蓄電池充電。太陽能和風(fēng)力發(fā)電機都不工作時系統(tǒng)由蓄電池儲存的電能供電。值得注意的是風(fēng)光互補系統(tǒng)產(chǎn)生的電能都是不穩(wěn)定的直流電，因此有不必要進行穩(wěn)壓后進行逆變，逆變輸出后在給溫室大棚各個系統(tǒng)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(jīng)穩(wěn)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(tǒng)供電。整個供電系統(tǒng)的電源穩(wěn)定性高，不會出現(xiàn)電力不穩(wěn)定使控制系統(tǒng)誤動作甚至不動作的現(xiàn)象。對于太陽能供電系統(tǒng)理論上要求蓄電池的工作時間要大于該地區(qū)的最長連續(xù)陰雨天。以福州為例,福州10年來的最長連續(xù)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(tǒng)，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(dāng)蓄電池充分放電后,若檢測此時的太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)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(fā)電來簡要介紹風(fēng)光互補系統(tǒng)發(fā)電的原理:太陽能電池板吸收太陽能,將太陽能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池里，蓄電池輸出電壓經(jīng)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(dāng)夜晚或有風(fēng)的陰雨天時，則切換風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電，其發(fā)電原理與太陽能發(fā)電原理一致。 二、系統(tǒng)選擇與放置 這里介紹典型的太陽能風(fēng)能互補供電系統(tǒng)太陽能板與風(fēng)力發(fā)電機的選擇計算方法： 設(shè)有一平均用電功率為500W的小型溫室大棚，設(shè)備安放地點在北緯25度東經(jīng)118度(福建地區(qū)），當(dāng)?shù)氐挠行照諡?小時,平均風(fēng)速為3米每秒,連續(xù)陰雨天為10天，采用太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電量為3:7的經(jīng)濟配比,則： 溫室大棚每天耗電量為500X24小時=12000WH，太陽能發(fā)電量為12000X30%=3600WH,風(fēng)力發(fā)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(shè)需要X臺800瓦風(fēng)力發(fā)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(tǒng)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(yīng)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(tǒng)。 太陽能電池板主要由多晶硅板，其選擇應(yīng)與負(fù)載的大小有關(guān),2008年每瓦大約要30-40元，今年則僅需20元每瓦。若選取瓦數(shù)為120W的太陽能板，這每片要2000元左右。但是按照批量生產(chǎn)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(jīng)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(dāng)?shù)鼐暥燃?0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(qū)其安放角度為45度。 鄭州奧農(nóng)苑溫室大棚建設(shè)總結(jié)： 隨著科技的進步，太陽能電池板和發(fā)電機的性能都將會有所提高，而生產(chǎn)成本也必然隨之降低，可以看出綠色能源應(yīng)用于農(nóng)業(yè)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(yán)峻的能源危機。對于應(yīng)用風(fēng)光互補的智能溫室大棚，雖然以目前的技術(shù)綠色能源的利用率不高，太陽能光伏電池價格較高，風(fēng)力發(fā)電機的價格也較高，且綠色能源供電系統(tǒng)一次性投資很大，但總體上看在小負(fù)載的供電系統(tǒng)中應(yīng)用這種綠色能源類產(chǎn)品已經(jīng)接近了國民的消費水平。 綠色能源及其他形式的能源應(yīng)用于溫室大棚設(shè)施農(nóng)業(yè)工程中有以下特點:一次投資大但是從總體上看是經(jīng)濟性較好,適合于小負(fù)載的場合。此外，綠色能源的廣泛應(yīng)用為創(chuàng)造出一個清潔、干凈、無污染的環(huán)境提供了一條很好的途徑。 |
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