插插插综合网风力发电机组加装光伏安设可行性计议

发布日期：2024-09-07 15:41 点击次数：164

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刘建生

摘要：风和光资源分流发展不利于天然资源的合理当用，应用风力发电机大面积杆塔附加光伏安设不错普及发电效果。杆塔光伏策动需研究太阳入射角度、天气情况等多种因素，通过策动抬升安设安装光伏安设具有一定的可操作性，且施工难度不大，将为风力发电场站的快意资源概括应用创造条目。

1.问题提议布景

跟着我国双碳战略的鼎力激动，风力发电得到了快速的发展，在动力获取方面的毛病性日益突显[1]。近二十年，风力发电机的单机容量无间增长，咫尺也曾向万千瓦迈进，不但在内陆有多半的装机，海优势电得到了空前的发展，跟着飘浮式风电计议的不休深切，在不久的改日隔离海岸的深海区域也将出现一定例模的风电机组。

我国风电和光伏发电一直处于并行的发展模式，很少有风电光伏一体化安装的工程款式。阐发两种动力的特色不同，风电一般是点式发展，风机叶轮越来越大，对地盘资源的依赖相对较小；光伏一般是面式发展，由于日照资源比拟漫步，必须要大面积交代光伏组件智商对光资源进行应用，光伏板成片发展，还需要研究不利天气等天然环境的影响。

2.合理当用快意资源

我国朔方大部分地区风力和光资源均较好，合理当用这些天然资源约略提供更多的电力。尤其是西北和内蒙地区，纬度较低，太阳入射角较小，关于高的竖直建筑，光资源应用更有便利条目。咫尺我国风力发电场站、光伏发电场站均为分开交代，很少有组合发展的案例。

风力发电占大地积小，对大地作物影响较小，因此在耕地或者林地均不错安装一定例模的风力发电机。跟着风力发电机装机的不休增大，咫尺最大的风机叶片长度也曾跳跃100米，塔筒高度也跳跃了130米。跟着高度的增多，塔筒直径也不休增大。以2MW风机为例，塔筒直径约4米操纵，关于10MW或更大容量的最大塔筒直径跳跃7米。因此关于大型风力发电机而言，塔筒名义，甚而叶片名义均不错安装光伏板组件，用于接受太阳光进行发电。

如按塔筒直径7米，高度130米来测算，塔筒受光壁面面积不错达到910㎡。若是能安装光伏组件对其进行应用，约略取得一定的发电量。光伏组件每平时米发电140W/h，900平米光伏板小时发电126kW，如按年应用小时按2000小时进行测算，年发电可达25万度。实质上塔筒名义光伏组件跟着季节、不同期段的受光面积是不休变化的，上昼和下昼受光面积大，但阳光较弱，中午阳光浓烈，但受光面积较小。

3.光伏安装需研究的因素

在竖直的建筑或杆塔上安装光伏发电安设，需要研究如下因素。

3.1太阳入射角的影响

光伏场站的策动安装需研究太阳入射角的影响。太阳入射角决定光伏板安装角度[2]，关于赤说念近邻的热带和亚热带，上昼或下昼阳光映照较好，但由于正午太阳直射，关于竖直安装的光伏板很难正面接受到阳光映照，因此光资源应用极为有限。关于朔方地区，尤其是冬天，全天均有较好的阳光入射角度，光伏板约略取得更多的光资源，因此朔方纬度高的地区更稳当安装竖直光伏。

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图1 太阳入射角对受光面积的影响

风力发电机组杆塔塔筒顺应安装垂直光伏组件，用于接收日光取得能量用于发电[3]。如图1所示，太阳入射角呈α映照到竖直的壁面上，受光面积为幸免面积A与入射角α余弦的乘积，即为A受光=A壁面*cosα。

咫尺光伏制造厂商存眷到光伏组件背光的应用，也即应用光伏组件另一面，接受相对较弱的环境光进行发电，并制作出了时代先进的双面光伏[4]。双面光伏天然对光伏组件资本增多，但对光伏发电有一定的增益作用，经测算照旧约略取得一定的收益。

3.2天气的影响

关于光资源的应用，国度对国内不同地区的光资源进行了分类。晴晴天气居多的西北、内蒙等地区属于一类光资源，需要更好的加以应用。江浙、福建地区由于苍茫天气较多，光资源应用有一定的难度，发电效果也收到较为严重的影响。

3.3工艺过程

咫尺光伏发电的工艺过程相对固定，均由光伏组件接受太阳映照，产生电流送入逆变器进行整流，通过变压器进行上网。若是在风力发电机塔筒安装光伏，不错共用部分电气征战，资本将会得到一定缩小。因此发展风力杆塔光伏不错将两种不同的发电模式进行整合，调治后长入接到变压器送到电网。

4.部件策动

4.1光伏组件方式的遴选

光伏组件主要由两种，分辨是是单晶硅和多晶硅太阳能组件。单晶硅太阳能电板的光电调治效果为15%操纵，最高的达到24%，一般遴选钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用，时代先进，迟缓成为了阛阓主流。多晶硅制作工艺和单晶硅附近，该组件研制较早，改造效果仅有12%操纵，但更早的插足阛阓，因此占据了一定的装机份额。

常见的光电调治组件还有碲化镉、铜铟镓硒等制造的薄膜光伏，还有其他化学能调治光伏，因时代甘休，制造和材料资本较高，咫尺只在稀疏场所选用。

4.1.1矩形光伏板

常见的光伏组件是矩形的光伏板，有光伏单位组件拼接成大的正方形或长方形。矩形光伏板稳当安装与大地上，约略拼接成大面积的光伏矩阵，形成大容量的光伏发电场站。

4.1.2弧形光伏板

将光伏板组件作念成弧形，并适配风力发电机等较高的杆塔，约略减少大风天气对光伏板的吹扫和冲击，小心光伏板受到损坏。

4.1.3两种方式的比拟

因风力发电机杆塔竖直安装，光伏发电安设安装于杆塔名义，因此选用弧形光伏板更为稳当。弧形光伏板约略在大风天气减小阻力，小心风力对光伏板形成损坏，并能减少沙尘天气的冲刷。

4.1动弹安设的策动

关于风力发电机杆塔而言，策动安装180°光伏板就能舒服使用需求，但需要为光伏发电安设策动动弹安设，使光伏发电安设中间位置经久朝向太阳所在的所在，以取得更好的日照强度和时长。

策动固定在风电塔筒上的相沿环，用于承担光伏组件分量。为了已毕光伏组件的动弹，策动平面和竖直两个标的的约束，如图2所示，圆周标的不错通过周向交代的多个滚轮定位，竖直标的的滚轮承受组件的分量，并能保证组件动弹机动。在动弹环良策动齿轮传动机构，由电机进行界限，用于完成光伏安设的动弹功能。

图2 光伏动弹安设涌现图插插插综合网

为了缩小光伏组件的分量，应遴选强度较好的轻型材料制造光伏板和动弹安设，减小下端光伏组件的负载。扫数光伏组件的分量落不才部基础上，减小对风力发电机塔筒的影响。为了保证安装后杆塔舒服要求，应遴选专用的软件对模态和强度进行校核，小心出现各部件在驱动中出现共振，并小心恶劣天气组件的应力超标，影响安全驱动。

5.光伏安设的安装

关于未安装的风力发电机组，光伏不错通过预制的方式进行拼装。关于也曾安装到位的风力发电机，则需要策动合理的施工决策现场安装。由于拼装起来的光伏安设较重，需要专诚策动，对原有基础进行过加固，提肥硕地的强度，并使大部分分量由大地基础承担。

5.1抬升安设的策动

为了完因素段光伏组件的现场安装，需策动专用的组件抬升安设。抬升安设约略幸免大型起重形态的投用。该安设由抬升支架、托盘、螺杆起升安设构成。托架遴选矩形螺纹传动机构，通过动弹手轮带动矩形螺纹机构已毕托盘的凯旋抬升。可阐发组件相沿圈直径的大小安装多个抬升托架，周向交代在塔筒周围，共同完成抬升责任。

关于高度有限的微型杆塔，使用较小的手动抬升安设即可舒服要求。关于大直径杆塔，杆塔底部的直径会小于杆顶的直径，需安装专用的抬升安设进行安装，并需要策动抬升力更大的电动抬升安设。

5.2施工过程

为了便于安装，策动制造高度为2-3米的分段光伏组件，将光伏组件分红两个半圆加工，临了到现场进行拼装，拼装一段进取抬升一段。在前一段组持完成后，应用抬升安设机构将组件升高，不才部空间进行下一段组件的拼装，拼装完成后将两段之间用螺栓进行聚首。完成后连接进取抬升，临了按塔筒外径对组件进行调理固定，直至完收效课。

跟着组件的聚首和抬升功课，陆续完成动弹机构和电气界限涌现的安装。为了以后爱护便捷，同期策动安装爬梯及护笼等安全形态。

6.小结

关于大型风力发电机组，塔筒具有较大的名义积，具有光伏发电安设安装的条目，策动可动弹的光伏组件不错有用应用塔筒面积用于发电，在风力发电机组上安装应用，不错取得较大的发电量。风力和光伏发电一体化策动约略合理当用天然资源，普及风力和光资源的应用效果，本文对风力发电机杆塔光伏安设的策动和安装进行了酌量，并就再装风力发电机安装光伏提供了初步的施工决策，为新动力的发展提供了一定的参考和鉴戒。