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| 溫室大棚風(fēng)能、太陽(yáng)能互補(bǔ)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) | |
| 發(fā)布時(shí)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(lái)，我們?cè)谌珖?guó)各地建設(shè)了不少的智能溫室，其中不少采用太陽(yáng)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?cè)O(shè)計(jì)了一套溫室大棚風(fēng)能、太陽(yáng)能相結(jié)合又互補(bǔ)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(bǔ)供電系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)：(1)白天夜晚資源互補(bǔ)，自天太陽(yáng)光強(qiáng),夜晚風(fēng)大；（2)季節(jié)互補(bǔ)，北方夏天白天時(shí)間長(zhǎng),太陽(yáng)能好,夏季風(fēng)小，而冬季風(fēng)大日照時(shí)間短,剛好互補(bǔ)；（3)晴天與陰天互補(bǔ)，晴天太陽(yáng)能好，陰雨天一般有風(fēng),風(fēng)能好。風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)對(duì)自然資源的利用率明顯高于單用太陽(yáng)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(yáng)能板的使用，從而更科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)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(jì)由風(fēng)光互補(bǔ)進(jìn)行供電。當(dāng)晴天時(shí)由太陽(yáng)能供電，晚上或有風(fēng)的時(shí)候由風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)給蓄電池充電。太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電機(jī)都不工作時(shí)系統(tǒng)由蓄電池儲(chǔ)存的電能供電。值得注意的是風(fēng)光互補(bǔ)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(jìn)行穩(wěn)壓后進(jìn)行逆變，逆變輸出后在給溫室大棚各個(gè)系統(tǒng)供電,而對(duì)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(gè)供電系統(tǒng)的電源穩(wěn)定性高，不會(huì)出現(xiàn)電力不穩(wěn)定使控制系統(tǒng)誤動(dòng)作甚至不動(dòng)作的現(xiàn)象。對(duì)于太陽(yáng)能供電系統(tǒng)理論上要求蓄電池的工作時(shí)間要大于該地區(qū)的最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天。以福州為例,福州10年來(lái)的最長(zhǎng)連續(xù)陰雨天為20天，因此選擇蓄電池的工作時(shí)間要大于20天。而對(duì)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(shí)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(cè)此時(shí)的太陽(yáng)能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)仍然無(wú)法工作時(shí)，則自動(dòng)切換備用的市電進(jìn)行供電。 以太陽(yáng)能發(fā)電來(lái)簡(jiǎn)要介紹風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)發(fā)電的原理:太陽(yáng)能電池板吸收太陽(yáng)能,將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在蓄電池里，蓄電池輸出電壓經(jīng)過(guò)升壓電路后輸出,輸出的直流電通過(guò)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(shí)，則切換風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，其發(fā)電原理與太陽(yáng)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(yáng)能風(fēng)能互補(bǔ)供電系統(tǒng)太陽(yáng)能板與風(fēng)力發(fā)電機(jī)的選擇計(jì)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(diǎn)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(shí),平均風(fēng)速為3米每秒,連續(xù)陰雨天為10天，采用太陽(yáng)能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電量為3:7的經(jīng)濟(jì)配比,則： 溫室大棚每天耗電量為500X24小時(shí)=12000WH，太陽(yáng)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(yáng)能電池板N片，則由NX120X3=3600,得需太陽(yáng)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(tái)800瓦風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則XX800X(3/12)X24=8400,得X=1.75臺(tái)，取X=2臺(tái)。 對(duì)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(shí)間為2天。因溫室大棚供電系統(tǒng)要求24小時(shí)不間斷的供電，考慮保護(hù)蓄電池，則蓄電池按60%放電，此時(shí)蓄電池應(yīng)選?。?2000/48)X24X2+0.6=20000AH,，此時(shí)需選用200個(gè)12V100AH的蓄電池按4串50并組成48V20000AH的蓄電池供電系統(tǒng)。 太陽(yáng)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(yáng)能板，這每片要2000元左右。但是按照批量生產(chǎn)來(lái)算1200W左古的溫室大棚太陽(yáng)能電池板的投資僅1-2萬(wàn)左右。 太陽(yáng)能電池板的安放:太陽(yáng)能電池板安放形式有跟蹤式、聚焦式和平板式。跟蹤式維護(hù)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(duì)較高;平板式是太陽(yáng)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(yàn)放置：以北半球?yàn)槔?，太?yáng)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(jìn)步，太陽(yáng)能電池板和發(fā)電機(jī)的性能都將會(huì)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(jī)。對(duì)于應(yīng)用風(fēng)光互補(bǔ)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(yáng)能光伏電池價(jià)格較高，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的價(jià)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(guó)民的消費(fèi)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(diǎn):一次投資大但是從總體上看是經(jīng)濟(jì)性較好,適合于小負(fù)載的場(chǎng)合。此外，綠色能源的廣泛應(yīng)用為創(chuàng)造出一個(gè)清潔、干凈、無(wú)污染的環(huán)境提供了一條很好的途徑。 |
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