Wind-Zon Hybrid Energieopwekking Systeem en Oplossingen
2025-01-07
Definitie van wind-zon hybride systeem
Een wind-zon hybride systeem is een energieopwekkingstoepassingssysteem dat zonnecellen en windturbines gebruikt (die wisselstroom omzetten in gelijkstroom) om de opgewekte elektriciteit op te slaan in een batterijpakket. Wanneer de gebruiker elektriciteit nodig heeft, zet de omvormer de opgeslagen gelijkstroom in de batterij om in wisselstroom en stuurt deze via de transmissielijn naar de belasting van de gebruiker. Het is een systeem waarbij twee energieopwekkingsapparaten, windturbines en zonnepaneelarrays, samen elektriciteit opwekken.
Samenstelling van wind-zon hybride systeem
Het wind-zon hybride systeem bestaat hoofdzakelijk uit windturbines, zonne-fotovoltaïsche panelen, controllers, batterijen, omvormers, wisselstroom- en gelijkstroombelastingen, enz. Zie het bijgevoegde diagram voor het systeemstructuurschema. Het systeem is een samengesteld systeem voor hernieuwbare energieopwekking dat verschillende energieopwekkingstechnologieën integreert, zoals windenergie, zonne-energie en batterijen, evenals systeemintelligente regeltechnologie.
(1).Windenergieopwekking Systeem
Het windenergieopwekkingsgedeelte maakt gebruik van een windturbine om windenergie om te zetten in mechanische energie, die vervolgens wordt omgezet in elektrische energie via een windturbinegenerator. De controller laadt vervolgens de batterij op en de omvormer levert stroom aan de belasting.
(2).Fotovoltaïsch Energieopwekking Systeem
Het fotovoltaïsche energieopwekkingsgedeelte maakt gebruik van het fotovoltaïsche effect van zonnepanelen om lichtenergie om te zetten in elektrische energie, die vervolgens wordt gebruikt om de batterij op te laden, en de omvormer zet gelijkstroom om in wisselstroom om de belasting van stroom te voorzien.
(3).Omvormersysteem voor Wisselstroomomzetting
Het omvormersysteem bestaat uit meerdere omvormers, die de gelijkstroom (DC) in de batterij omzetten in standaard 220V wisselstroom (AC) om het normale gebruik van wisselstroombelastingapparatuur te waarborgen. Het heeft ook een automatische spanningsstabilisatiefunctie, die de kwaliteit van de stroomvoorziening van het wind-zon hybride systeem kan verbeteren.
(4).Energiebeheer- en controlesysteem
Het controlegedeelte schakelt en past continu de werkstaat van het batterijpakket aan op basis van veranderingen in zonnestralingintensiteit, windsnelheid en belasting: enerzijds wordt de aangepaste elektrische energie direct naar de DC- of AC-belasting gestuurd. Anderzijds wordt de overtollige elektrische energie naar het batterijpakket gestuurd voor opslag. Wanneer de energieopwekking niet aan de belastingvereisten kan voldoen, stuurt de controller de batterijvoeding naar de belasting, wat de continuïteit en stabiliteit van de gehele systeemwerking waarborgt.
(5).Batterijsysteem voor Energiebeheer en Opslag
Het batterijgedeelte bestaat uit meerdere batterijen, die twee rollen in het systeem vervullen: energiebeheer en belastingbalancering. Het zet de elektrische energie die door het windenergieopwekkingssysteem en het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem wordt opgewekt om in chemische energie en slaat deze op voor gebruik wanneer de stroomvoorziening onvoldoende is.
Het wind-zon hybride systeem kan werken in de volgende drie modi, afhankelijk van de veranderingen in windkracht en zonnestraling: de windturbine levert alleen stroom aan de belasting; het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem levert alleen stroom aan de belasting; de windturbine en het fotovoltaïsche energieopwekkingssysteem leveren gezamenlijk stroom aan de belasting.
Het wind-zon hybride systeem heeft de volgende voordelen ten opzichte van alleen windenergieopwekking of fotovoltaïsche energieopwekking:
●Stabiliteit en Betrouwbaarheid
Door gebruik te maken van de complementariteit van wind- en zonne-energie kan een relatief stabiele output worden verkregen, en heeft het systeem een hogere stabiliteit en betrouwbaarheid.
●Verminderde Batterijcapaciteit
Bij het waarborgen van dezelfde stroomvoorziening kan de capaciteit van de energieopslagbatterij aanzienlijk worden verminderd.
●Geoptimaliseerde Stroomvoorziening
Door middel van een redelijke ontwerp- en afstemmingsstrategie kan het wind-zon hybride systeem in principe stroom leveren, en is er weinig of geen behoefte om back-up energiebronnen zoals dieselgeneratoren te starten, wat kan bijdragen aan betere sociale en economische voordelen.
Toepassingsscenario's van het wind-zon hybride systeem
Buiten Toepassing
Het energieverbruik van buitenshuis verlichtingsprojecten wereldwijd vertegenwoordigt ongeveer 12% van de wereldwijde energieopwekking. In de context van steeds krapper wordende energiebronnen en milieubescherming heeft het energiebesparende werk hiervan steeds meer wereldwijde aandacht getrokken.
Het basisprincipe is: zonne-energie en windenergie worden intelligent naar de batterij geladen via de controller in een complementaire vorm, en verschillende types LED buitenlampen worden automatisch in- en uitgeschakeld op basis van de lichtintensiteit 's nachts. De intelligente controller heeft een draadloze sensor netwerkcommunicatiefunctie en kan drie-remote beheer (telemetrie, telecommunicatie en afstandsbediening) realiseren met de achtergrondcomputer. De intelligente controller heeft ook een krachtige kunstmatige intelligentiefunctie en implementeert geavanceerd computer drie-remote beheer van het gehele verlichtingsproject, met focus op de inspectie van de bedrijfsstatus van verlichtingstoestellen en fout- en diefstalalarmsystemen.
Wegverlichting
●Wegverlichtingsprojecten (snelwegen/hoofdwegen/secundaire wegen/vertakkingswegen);
●Gemeente (brede zin) wegverlichtingsprojecten (gemeente straatverlichting/tuinverlichting/gazonverlichting/ondergrondse verlichting/muurverlichting, enz.).
De nieuwe energie- en nieuwe lichtbron buitenshuis verlichtingsprojecten die zijn ontwikkeld omvatten: wind-zon complementaire LED intelligente straatverlichting, wind-zon complementaire LED gemeente wegverlichtingsprojecten, wind-zon complementaire LED landschapsverlichtingsprojecten, wind-zon complementaire LED intelligente tunnelverlichting projecten, intelligente LED straatverlichting, enz.
Toepassing van navigatieborden
Navigatieborden in sommige gebieden hebben zonne-energieopwekking toegepast, vooral vuurtorenpalen, maar er zijn ook enkele problemen. Het meest opvallende probleem is dat de zonne-energieopwekking onvoldoende is onder aanhoudend slecht weer, wat gemakkelijk kan leiden tot overontlading van de batterij en uitval van verlichting, wat de prestaties van de batterij kan beïnvloeden of schade kan veroorzaken. Het probleem van onvoldoende zonne-energieopwekking is vooral ernstig in de winter en de lente.
Slechte weersomstandigheden gaan vaak gepaard met sterke winden. Met andere woorden, weersomstandigheden waarin zonne-energieopwekking niet ideaal is, komen vaak voor wanneer windenergie het meest overvloedig is. In dit geval kan een wind-zon hybride systeem, waarbij windenergie de belangrijkste en fotovoltaïsche energieopwekking de secundaire rol speelt, worden gebruikt om het traditionele zonne-energieopwekkingssysteem te vervangen.
Het wind-zon hybride systeem heeft de kenmerken van milieubescherming, vervuilingsvrij, onderhoudsvrij, gemakkelijke installatie en gebruik, en voldoet aan de eisen van energievoorziening voor navigatieborden. Wanneer de zonne-energieconfiguratie voldoet aan de energiebehoefte in de lente en de zomer, wordt het wind-zon hybride systeem niet ingeschakeld; in de winter en de lente of bij aanhoudend slecht weer, wordt het wind-zon hybride systeem ingeschakeld. Het is duidelijk dat de toepassing van het wind-zon hybride systeem op navigatieborden seizoensgebonden en klimatologische kenmerken heeft. Feiten hebben bewezen dat de toepassing ervan haalbaar en effectief is.
Monitoring van de stroomvoorziening
Wegcamera's op snelwegen draaien meestal 24 uur per dag en maken gebruik van traditionele netstroomvoorzieningssystemen. Hoewel het vermogen niet groot is, verbruiken ze veel elektriciteit door het grote aantal camera's. Het gebruik van traditionele stroomvoorzieningssystemen bevordert geen energiebesparing. Bovendien worden de kabels van de camera-voedingen vaak gestolen, wat leidt tot grote verliezen, de gebruikskosten en onderhoudskosten aanzienlijk verhoogt, en de operationele kosten van de snelwegbeheerders verhoogt.
De toepassing van wind-zon hybride systemen voor de stroomvoorziening van wegmonitoringcamera's is niet alleen energiezuinig, maar vereist ook geen kabels, waardoor de mogelijkheid van diefstal wordt verminderd en diefstal effectief wordt voorkomen. Echter, sommige gebieden kunnen te maken krijgen met zware weersomstandigheden, zoals aanhoudende mist, minder zonneschijn, en windkracht die niet voldoende is, wat kan leiden tot een niet-duurzame stroomvoorziening. De originele netstroomkabels kunnen worden gebruikt om de batterijen automatisch op te laden wanneer zonne- en windenergie onvoldoende zijn, zodat het systeem normaal kan blijven functioneren.
Communicatie-toepassingen
Veel eilanden en bergachtige gebieden liggen ver van het elektriciteitsnet, maar omdat lokale industrieën zoals toerisme, visserij, navigatie en andere communicatiebehoeften hebben, moeten er communicatiebasisstations worden opgericht. De belasting van deze basisstations is meestal niet erg groot. Als het stadsnet wordt gebruikt, zijn de kosten voor het plaatsen van palen en het leggen van lijnen erg hoog. Als een dieselmotor wordt gebruikt voor de stroomvoorziening, zijn er problemen zoals hoge dieselopslag- en transportkosten, moeilijk onderhoud van het systeem en lage betrouwbaarheid.
Om het probleem van een langdurige, stabiele en betrouwbare stroomvoorziening op te lossen, kunnen we alleen rekenen op lokale natuurlijke hulpbronnen. Aangezien zonne-energie en windenergie onuitputtelijke hernieuwbare hulpbronnen zijn, zijn ze op eilanden vrij overvloedig. Bovendien hebben zonne-energie en windenergie sterke complementariteit in tijd en regio. Het eiland wind-zon hybride systeem is een onafhankelijk stroomvoorzieningssysteem met goede betrouwbaarheid en economie, dat geschikt is voor het aandrijven van communicatiebasisstations. Omdat het basisstation onderhoudspersoneel heeft, kan het systeem worden uitgerust met dieselgeneratoren voor gebruik wanneer zonne- en windenergieopwekking onvoldoende is. Dit kan de capaciteit van zonnecelarrays en windturbines in het systeem verminderen, waardoor de systeemkosten worden verlaagd en de betrouwbaarheid van het systeem wordt verhoogd.
Power station-toepassing
Het wind-zon complementaire pomp-opslag energiecentrale gebruikt wind- en zonne-energie om elektriciteit op te wekken, drijft direct pompen aan om water te pompen en energie op te slaan op onregelmatige tijdstippen zonder batterijen te gebruiken, en gebruikt vervolgens de opgeslagen waterenergie om stabiele energieopwekking en -levering te realiseren. Deze energiewervingsmethode combineert de ontwikkeling van traditionele nieuwe energiebronnen zoals waterkracht, windenergie en zonne-energie, en maakt gebruik van de verschillen in de tijds- en ruimtelijke verdeling van de drie energiebronnen om complementaire ontwikkeling tijdens de periode te realiseren. Het is geschikt voor afgelegen gebieden die moeilijk door het elektriciteitsnet te dekken zijn, en bevordert de bescherming van het ecologische milieu bij de ontwikkeling van energie.
Analyse van de oplossing van het wind-zon hybride systeem
De oplossing van het wind-zon hybride systeem wordt voornamelijk gebruikt voor wegverlichting, landbouw, veeteelt, teelt, fokkerij, toerisme, reclame, dienstensector, havens, berggebieden, bosgebieden, spoorwegen, petroleum, militaire grensposten, communicatierelaisstations, snelweg- en spoorwegstations, geologisch onderzoek en veldwerkstations, en andere gebieden waar stroomvoorziening moeilijk is.
Het wind-zon hybride systeem bestaat voornamelijk uit een windturbine, een zonnecelarray, een intelligente controller, een batterijpakket, een multifunctionele omvormer, kabels en steunen en aanvullende onderdelen die samen een energieopwekking systeem vormen. Windenergie wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken 's nachts en op regenachtige dagen wanneer er geen zonlicht is, en zonne-energie wordt gebruikt om elektriciteit op zonnige dagen op te wekken. Wanneer zowel wind als zon beschikbaar zijn, werken beide tegelijkertijd, waardoor de functie van all-weather energieopwekking wordt gerealiseerd, wat economischer, wetenschappelijker en praktischer is dan het alleen gebruiken van windturbines en zonne-energie.
Wind-zon hybride systeem diagram:
Windturbines zijn apparaten die de mechanische energie van de wind omzetten in elektrische energie. Windturbines worden onderverdeeld in gelijkstroomgeneratoren (DC) en wisselstroomgeneratoren (AC).
(1) Gelijkstroomgenerator. Elektrisch opgewonden gelijkstroomgenerator
Dit type generator is onderverdeeld in drie soorten: zelfgeëxciteerde, extern geëxciteerde en compound geëxciteerde generators. Kleine gelijkstroomenergieopwekkingssystemen worden meestal in combinatie met batterijen gebruikt, en de apparaatcapaciteit is meestal minder dan 1000 W. Permanent magneet gelijkstroomgenerator. In vergelijking met de elektrisch geëxciteerde gelijkstroomgenerator heeft dit type generator een eenvoudigere structuur. De uitgangsspanning verandert met de windsnelheid. Het is nodig om een batterij en een regelsysteem tussen de generator en de belasting toe te voegen, en de uitgangsspanning te regelen door de werkcyclus van het regelsysteem aan te passen. Aangezien gelijkstroomgeneratoren complex in structuur en duur zijn, en gelijkstroomgeneratoren zijn uitgerust met commutatoren en gelijkrichters, is het onderhoud zeer lastig wanneer er een storing optreedt. Daarom wordt dit type windturbine zelden gebruikt in praktische toepassingen.
(2) Wisselstroomgenerator
Wisselstroomgeneratoren worden onderverdeeld in synchrone generators en asynchrone generators. Synchrone generators werken op synchrone snelheid, die wordt bepaald door het aantal polen en de frequentie van de synchrone generator, terwijl asynchrone generators werken bij een snelheid die iets hoger is dan die van synchrone generators. Er zijn voornamelijk borstelloze klauwpolen zelfgeëxciteerde generators, gelijkrichter zelfgeëxciteerde wisselstroomgeneratoren, inductiegenerators en permanent magneet generators. Driefasige permanent magneet synchrone generators worden voornamelijk gebruikt in kleine windenergie-opwekkingssystemen. Driefasige permanent magneet synchrone generators zijn meestal klein van formaat, efficiënt en goedkoop. De statorstructuur van de permanent magneet synchrone generator is hetzelfde als die van een algemene synchrone motor, en de rotor gebruikt een permanent magneetstructuur. Aangezien er geen opwindspoelen zijn, wordt er geen opwindvermogen verbruikt, wat resulteert in een hogere efficiëntie. Bovendien heeft de permanent magneet synchrone generator geen commutatie-apparatuur en borstels, waardoor deze een hoge betrouwbaarheid heeft, relatief kleine stator ijzerverlies en mechanisch verlies, en een lange levensduur.
(3) Zonnepanelen
Zonne-fotovoltaïsche panelen zetten voornamelijk zonlichtenergie om in elektrische energie.
(4) Batterij
Als energieopslagsysteem in het wind-zonne-hybridesysteem speelt de batterij een zeer belangrijke rol in het gehele opwekking systeem. Ten eerste, omdat natuurlijke wind en zonlicht onstabiel zijn, wordt overtollige energie opgeslagen wanneer er teveel wind of zonlicht is. Wanneer de wind of het zonlicht schaars is, kan de energieopslagbatterij worden gebruikt als stroombron voor de belasting; ten tweede heeft de batterij een filtereffect, waardoor de stroom die aan de belasting wordt geleverd, soepeler verloopt; daarnaast worden windenergie en zonne-energie gemakkelijk beïnvloed door klimaat en omgeving, waardoor de hoeveelheid opgewekte elektriciteit op verschillende tijden varieert, en er ook grote verschillen kunnen optreden. Als de "hub" tussen hen kan de batterij hen goed verbinden en zowel zonne-energie als windenergie integreren om het complementaire effect tussen de twee te bereiken.
(5) Wind-Zonne Hybride Controller
De wind-zonne hybride controller bestaat uit twee delen: de hoofdprintplaat en de controleprintplaat.
De hoofdprintplaat bestuurt het gehele systeem en is de kern van de besturing. De perifere circuits omvatten spanning- en stroommeetcircuits, krachtbuistrijfcircuits, beschermingscircuits, communicatiecircuits, hulpspanningscircuits, enz. Het hoofdcircuit bestaat uit twee buck-circuits met onafhankelijke uitgangen die parallel zijn aangesloten, waarvan één het hoofdcircuit is van het zonne-energie-opwekkingssysteem en de andere het hoofdcircuit van het windenergie-opwekkingssysteem.
Résumé du système hybride éolien-solaire
Les ressources éoliennes et solaires sont incertaines. En raison de cette incertitude, l'électricité générée par les systèmes de production d'énergie éolienne et solaire est déséquilibrée et ne peut pas être utilisée directement pour alimenter la charge. Afin de fournir une alimentation stable à la charge, la batterie, le "hub", doit être utilisée pour fournir une alimentation stable. Le système hybride éolien-solaire intelligent, composé de batteries, de panneaux solaires, d'éoliennes et de contrôleurs, peut bien connecter la complémentarité de l'énergie éolienne et de l'énergie solaire en fonction du temps et de la région.
Inleiding tot de meest uitgebreide energieopslagoplossingen
Wat zijn natrium-ionbatterijen en hun voordelen?
Gerelateerd artikel
