【正文】 成本過高，而風(fēng)能或太陽能發(fā)電系統(tǒng)恰好能夠填補(bǔ)這一空缺。因此，風(fēng)能發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)只有在遠(yuǎn)離電網(wǎng)且必須用電的地方才能找到其商業(yè)的價(jià)值。在光伏發(fā)電成本還不具有市場競爭力，且缺乏實(shí)質(zhì)性政策支持的情況下，戶用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)很難直接走向市場。按照一般家庭每月電費(fèi)200元計(jì)算，理論上需要至少15年~20年才能收回成本，而且還不包括使用過程的維護(hù)費(fèi)用。如果是一般家庭用的光伏發(fā)電系統(tǒng)，則發(fā)電成本更高，通過在淘寶網(wǎng)檢索進(jìn)行價(jià)格對(duì)比，國內(nèi)多晶硅太陽電池價(jià)格大約為10~15元／瓦，一套戶用3000瓦太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)單是太陽能板就需30000~45000元左右，若配套蓄電池、逆變器、整流器、控制器及附屬部件及安裝費(fèi)，至少需40000~50000元左右。但實(shí)際上由于光伏上網(wǎng)電價(jià)成本是常規(guī)能源上網(wǎng)電價(jià)的1O倍而無法實(shí)施。相信在節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)的大背景下，針對(duì)目前風(fēng)能與光伏發(fā)電成本高、國內(nèi)產(chǎn)業(yè)對(duì)進(jìn)出口依存度過高的特點(diǎn)，我國將加大政策指導(dǎo)和扶持力度，一旦國家新能源電力回購補(bǔ)償政策出臺(tái), 風(fēng)能、太陽能發(fā)電行業(yè)必將迎來迅猛發(fā)展的時(shí)機(jī)。直到現(xiàn)在，我國還沒有太陽能上網(wǎng)電價(jià)和新能源電力回購補(bǔ)償政策,每年幾百兆瓦的太陽能電站建設(shè)與每年幾個(gè)吉瓦太陽能光伏電池生產(chǎn)能力相形見絀,遠(yuǎn)不成比例。這也是我國光伏產(chǎn)業(yè)商業(yè)化推廣遲緩的重要原因。2008年，我國開始啟動(dòng)屋頂和大型地面并網(wǎng)光伏發(fā)電示范項(xiàng)目的建設(shè)；2009年初完成了甘肅敦煌10MW級(jí)大型荒漠并網(wǎng)光伏電站的招標(biāo)工作；同時(shí)太陽能屋頂計(jì)劃與金太陽示范工程、風(fēng)能發(fā)電的財(cái)政補(bǔ)貼項(xiàng)目也相繼推出，這一系列的政策措施給我國未來的太陽能光伏和風(fēng)能產(chǎn)業(yè)提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間。2009年，我國風(fēng)電發(fā)電量為275億千瓦時(shí)，占總的發(fā)電量比例為0．75％。其中僅2009年新增裝機(jī)容量就達(dá)到1300萬千瓦。到2007年底，全國光伏系統(tǒng)的累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到10萬千瓦（100MW），從事太陽能電池生產(chǎn)的企業(yè)達(dá)到50余家，從業(yè)人員達(dá)到8萬人以上。特別是在“光明工程”先導(dǎo)項(xiàng)目和“送電到鄉(xiāng)”工程等國家項(xiàng)目及世界光伏市場的有力拉動(dòng)下，太陽能電池及組件產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加，我國光伏產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷爆發(fā)式增長，已基本形成了涵蓋多晶硅材料、鑄錠、拉單晶、電池片、封裝、平衡部件、系統(tǒng)集成、光伏應(yīng)用產(chǎn)品和專用設(shè)備制造的較完整產(chǎn)業(yè)鏈。我國光伏發(fā)電和風(fēng)能產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，90年代中期進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時(shí)期，經(jīng)過30多年的努力，已迎來了快速發(fā)展的新階段。截至2006年底，德國風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到了20 622 MW，占世界風(fēng)電總裝機(jī)容量的1／3以上．德國風(fēng)力發(fā)電量約占全年總發(fā)電量的6％，居世界第1位．到2010年，德國風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到23 000 MW，可提供德國8％～10％的電力需求，l5個(gè)歐盟成員國可再生能源生產(chǎn)的電力滿足全部電力需求的22％．在當(dāng)前階段，風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電市場的發(fā)展很大程度依賴于相關(guān)國家制定的支持機(jī)制和法案，支持機(jī)制和法案的頒布、更改、增強(qiáng)或削弱都會(huì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電、光伏市場和產(chǎn)業(yè)造成深遠(yuǎn)的影響。而風(fēng)電行業(yè)，2009年全球風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)到157900MW．較上年增加了37500MW。其它國家也發(fā)展迅速，意大利安裝了711MW，成為第二大市場，捷克和比利時(shí)09年分別安裝了411MW和292MW。%。世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家高度重視以太陽能和風(fēng)能為代表的新能源發(fā)展，通過增加財(cái)政投資、減免稅收、電力回購補(bǔ)償?shù)纫幌盗写胧?，鼓?lì)刺激風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電是近年來國內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛、最有發(fā)展前景的可再生能源利用技術(shù)。依據(jù)目前的風(fēng)能技術(shù)，大約1米/秒的微風(fēng)速度，便可以開始發(fā)電。第一篇：戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可行性報(bào)告戶用風(fēng)力與太陽能光伏互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)可行性研究報(bào)告一、風(fēng)力與太陽能光伏發(fā)電行業(yè)發(fā)展前景分析風(fēng)力發(fā)電是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，由機(jī)械能冉轉(zhuǎn)換為電能的機(jī)電裝置。利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。光伏發(fā)電是利用單晶硅、多晶硅或非晶硅半導(dǎo)體電子器件光伏效應(yīng)原理有效地吸收太陽輻射能, 并直接轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電方式。在當(dāng)今化石能源日益減少、生態(tài)環(huán)境遭受破壞的情況下，利用以風(fēng)能、太陽能為代表的清潔、可再生能源，對(duì)于改善現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)，緩解能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)人與自然的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。以太陽能光伏行業(yè)為例，2009年，全球光伏市場累計(jì)安裝量提高了45%。其中，幾乎翻了一番，%%，居全球第一位。歐洲以外的國家也同樣發(fā)展迅速，日本安裝了484MW，美國則安裝了470MW，其中包括40MW的離網(wǎng)系統(tǒng)。歐洲的風(fēng)能發(fā)電發(fā)展最快，其中德國十分重視風(fēng)電發(fā)展，目前是世界上風(fēng)電技術(shù)最先進(jìn)的國家。德國、日本、美國等發(fā)達(dá)國家風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電行業(yè)能有如此迅速的發(fā)展，均得益于相關(guān)國家有一套成熟的激勵(lì)措施和支持法案，值得指出的是：日本、德國、西班牙、意大利、韓國等許多國家制定的風(fēng)能、太陽能發(fā)電回購補(bǔ)償政策，對(duì)促進(jìn)、鼓勵(lì)民間發(fā)展太陽能光伏、風(fēng)能發(fā)電起到至關(guān)重要的作用。2006年至2008年，中國的新能源市場投資年均增長率為67％，％投向了太陽能領(lǐng)域，其余主要投資到風(fēng)能領(lǐng)域。產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的專用設(shè)備和專用材料的國產(chǎn)化加快，許多設(shè)備完全實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化并有部分出口。而我國風(fēng)電行業(yè)近年來發(fā)展也非常迅速，到2009年底，我國風(fēng)電總裝機(jī)容量累計(jì)為2580萬千瓦，其中并網(wǎng)風(fēng)電1613萬千瓦，占全國總裝機(jī)容量的占1．85％，另還有967萬千瓦未并網(wǎng)風(fēng)電?？偟娘L(fēng)電裝機(jī)容量位于美國、德國之后，名列全球第三。近年來，國家財(cái)政對(duì)太陽能和風(fēng)能產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)貼力度逐年增強(qiáng)。我國現(xiàn)行的補(bǔ)貼政策主要針對(duì)光伏設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、大型項(xiàng)目承建商和一些示范性項(xiàng)目，缺乏對(duì)于小型發(fā)電系統(tǒng)或是消費(fèi)者、投資者的激勵(lì)政策。經(jīng)驗(yàn)表明，我國政府的政策導(dǎo)向?qū)⒃谖磥硪欢螘r(shí)間內(nèi)決定著國家風(fēng)能與光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水準(zhǔn)和市場需求。因此,太陽能上網(wǎng)電價(jià)和新能源電力回購補(bǔ)償政策盡快出臺(tái)是中國太陽能與風(fēng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。二、項(xiàng)目市場定位分析我國2006年頒布的《可再生能源法》 規(guī)定：電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量。最近我國完成的8MW 并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的前期研究表明，目前完全商業(yè)化運(yùn)作的并網(wǎng)光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)成本大約為3．4元／千瓦時(shí)，這樣高的成本無論是國家補(bǔ)貼還是全民分?jǐn)?，大面積發(fā)展都會(huì)遇到很大的困難和阻力。網(wǎng)上檢索到華威能源生產(chǎn)的整套3000瓦太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)市場銷售價(jià)格最低為36916元。通常,家庭預(yù)期投資回收期超過5年就很難被消費(fèi)者所接受。另外，風(fēng)力發(fā)電的上網(wǎng)價(jià)格在0．42~0．72元／千瓦時(shí)，成本正逐漸接近火電成本，但分散式風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的可靠性較差，隨機(jī)性和間歇性強(qiáng)，電能質(zhì)量較差，需進(jìn)行比較復(fù)雜的處理才能使用。根據(jù)初步分析，目前，風(fēng)能與太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)具有市場價(jià)值的地方和行業(yè)如下：偏遠(yuǎn)農(nóng)村、山區(qū)、草原、邊防哨所，海島等地方。遠(yuǎn)離城市和供電線路的移動(dòng)通信基站。要解決長期穩(wěn)定可靠的供電問題，只能依賴當(dāng)?shù)氐淖匀荒茉矗柲芎惋L(fēng)能可作為取之不盡的可再生能源。高速公路沿線的交通標(biāo)志和錄像監(jiān)控裝置。而采用風(fēng)光互補(bǔ)的方式對(duì)外場監(jiān)控設(shè)備供電，與傳統(tǒng)電纜供電相比省去了中間電纜及其敷設(shè)的過程，大大降低了供電成本，具有很好的性價(jià)比。漁船作業(yè)和生活用電。因此，漁船常年需要用電，過去一直靠柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電解決。如果設(shè)計(jì)1000瓦以下價(jià)格在10000元以下的船用小型風(fēng)力與太陽能光伏互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng),則可以很好地解決漁船用電問題，完全可以做到成本低于使用柴油發(fā)電機(jī)。北海作為沿海城市，海上風(fēng)力和太陽能資源充沛，北部灣和南海大批的作業(yè)漁船，可以作為市場的潛在用戶，完全有可能在漁船找到市場的切入點(diǎn)。然而，太陽能與風(fēng)能在時(shí)間和地域上都有一定的互補(bǔ)性，白天太陽光最強(qiáng)時(shí)，風(fēng)較小，晚上太陽落山后，光照很弱。在夏季，太陽光強(qiáng)度大而風(fēng)小，冬季，太陽光強(qiáng)度弱而風(fēng)大。因此相對(duì)于單一的風(fēng)能、太陽能發(fā)電，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是更經(jīng)濟(jì)合理、穩(wěn)定、持續(xù)的發(fā)電模式。另外，以家庭用戶為單位的風(fēng)能與太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)是今后最普遍的一種新能源應(yīng)用方式。利用成熟先進(jìn)的以單片機(jī)為核心的嵌入式技術(shù)、電力電子技術(shù)、小型微風(fēng)發(fā)電技術(shù)和多晶硅太陽能電池，研發(fā)出一種功率在300瓦以上，3~5千瓦以下，具有微風(fēng)發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電互補(bǔ)功能，智能化控制程度較高的家庭用小型發(fā)電系統(tǒng)。四、系統(tǒng)的基本構(gòu)成風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)電整流器、太陽能光伏電池陣、控制器、蓄電池、逆變器等部分組成。太陽能光伏電池陣將太陽能直接轉(zhuǎn)換成直流電，并通過逆變器可將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電，同時(shí)在光伏電能充裕時(shí)由控制器對(duì)蓄電池充電。正常工作情況下，風(fēng)力發(fā)電部分和光伏發(fā)電部分可以獨(dú)立工作，也可以同時(shí)工作。多采用水平軸、上風(fēng)向、三葉片式，該類型風(fēng)力發(fā)電機(jī)具備較高的風(fēng)能利用率,價(jià)格低廉，但葉片旋轉(zhuǎn)直徑較大。依形狀可分為桶形轉(zhuǎn)子和打蛋形轉(zhuǎn)子等。葉輪旋轉(zhuǎn)直徑較小，安裝使用方便，但價(jià)格相對(duì)較高，目前處于推廣應(yīng)用階段。永磁同步發(fā)電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡單，效率高，體積小的特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。按價(jià)格要求選取水平式或垂直式風(fēng)機(jī)。300瓦水平式風(fēng)力發(fā)電機(jī)價(jià)格為1500元左右，1000W的水平式風(fēng)力發(fā)電機(jī)價(jià)格3500元左右。因此陸上系統(tǒng)可選取水平式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，但船用系統(tǒng)宜選垂直式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。使用壽命一般可達(dá)15年，最高可達(dá)25年，制作成本很高。因此得到大量發(fā)展。但非晶硅太陽電池存在的主要問題是光電轉(zhuǎn)換效率偏低，最高只能達(dá)到10％左右，且不夠穩(wěn)定，隨著時(shí)間的延長，其轉(zhuǎn)換效率衰減較快。按照性能價(jià)格比，系統(tǒng)宜選取多晶硅太陽能電池。風(fēng)光互補(bǔ)控制器主要用于控制太陽能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)同時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行智能充電?？刂葡到y(tǒng)的風(fēng)電、光電均采用PWM 脈寬調(diào)制充電方式，智能三階段充電模式，即采用主充、均充、浮充的方式進(jìn)行充電，其中光電采用最大功率跟蹤（MPPT）充電技術(shù)；卸荷采用無級(jí)卸載的方法；保護(hù)功能包括防雷、過充、過放(蓄電池低電壓告警、關(guān)斷、恢復(fù))、反接、蓄電池過壓、太陽能光電池過流、輸出過載以及短路等。將風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的交流電變換成為可控制的直流電提供給蓄電池充電。普通的控制方式是將整個(gè)卸荷全部接上，此時(shí)蓄電池一般還沒有充滿，但能量卻全部被耗在卸荷上，從而造成了能量的浪費(fèi)。裝置采用PWM（脈寬調(diào)制）方式進(jìn)行無級(jí)卸載，在正常卸載情況下，可確保蓄電池電壓始終穩(wěn)定在浮充電壓點(diǎn)，只將多余的電能釋放到卸荷上。(3)智能限壓限流充電：由于蓄電池只能承受一定的充電電流和浮充電壓，過充電電流和過電壓充電都會(huì)對(duì)蓄電池造成嚴(yán)重的損害。(4)液晶顯示蓄電池電壓和充電電流和運(yùn)行數(shù)據(jù)：能夠直觀了解蓄電池的電壓狀態(tài)，并可以根據(jù)蓄電池的電壓來調(diào)節(jié)使用負(fù)載的大小和時(shí)間。裝置配置防反充電路，以防止蓄電池對(duì)太陽能電池產(chǎn)生反充。c、蓄電池反接保護(hù)：如果蓄電池不小心反接，則相當(dāng)于發(fā)生短路，即會(huì)產(chǎn)生巨大的瞬時(shí)電流。裝置具有完善的蓄電池反接保護(hù)功能，在不小心反接時(shí)，電路中的保險(xiǎn)絲會(huì)自動(dòng)熔斷，使得整個(gè)蓄電池回路斷開，從而有效保護(hù)蓄電池和本設(shè)備。裝置在蓄電池開路后會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，并保護(hù)設(shè)備自身不被損壞。(7)數(shù)字化智能控制：核心器件采用功能強(qiáng)大的單片機(jī)進(jìn)行控制，外圍電路結(jié)構(gòu)簡單，且控制方式和控制策略靈活強(qiáng)大，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。逆變器逆變器是一種電源轉(zhuǎn)換裝置，主要功能是將蓄電池的直流電逆變成標(biāo)準(zhǔn)工頻交流電。正弦波逆變器的優(yōu)點(diǎn)是輸出波形基本為正弦波，在負(fù)載中只有很少的諧波損耗，對(duì)通信設(shè)備干擾小，整機(jī)效率高。以單相全橋式逆變器為例，四個(gè)對(duì)角的開關(guān)功率管以每個(gè)對(duì)角線的兩個(gè)開關(guān)管為一組，依次導(dǎo)通和關(guān)斷，在負(fù)載兩端就產(chǎn)生交替的正負(fù)電壓，形成交流輸出。當(dāng)開關(guān)管以比逆變交流輸出電壓高許多的頻率開關(guān)，且每次開關(guān)的脈寬按照正弦波的幅值調(diào)制時(shí)，就變成了正弦波脈寬調(diào)制輸出的逆變器，加濾波器后其輸出的電壓波形就是正弦波輸出逆變器。在中、小容量的逆變器中，由于直流電壓較低，如蓄電池的公標(biāo)電壓為直流12V、24V、48V，就必須設(shè)計(jì)升壓電路。其缺點(diǎn)是變壓器利用率低，帶動(dòng)感性負(fù)載的能力較差。由于該電路具有續(xù)流回路，即使對(duì)感性負(fù)載，輸出電壓波形也不會(huì)畸變。另外，為防止上、下橋臂發(fā)生共同導(dǎo)通，必須設(shè)計(jì)先關(guān)斷后導(dǎo)通電路，即必須設(shè)置死區(qū)時(shí)間，其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。采用該電路結(jié)構(gòu)，使逆變器功率大大提高，逆變器的空載損耗也相應(yīng)降低，效率得到提高，該電路的缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，可靠性比上述兩種電路低。逆變器的主功率元