一種蓄電池在風(fēng)力發(fā)電中的實(shí)現(xiàn)

風(fēng)是一種潛力很大的新能源，十八世紀(jì)初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風(fēng)，吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風(fēng)在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬馬力（即750萬千瓦；一馬力等于0.75千瓦）的功率！有人估計(jì)過，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來發(fā)電，開發(fā)新能源。在小型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中，蓄電池是重要的輔助設(shè)備之一。蓄電池在直流發(fā)供電系統(tǒng)中起著貯存電能和穩(wěn)定電壓的重要作用。

　　一、蓄電池容量的確定

　　所謂蓄電池的容量，是指充滿電的蓄電池用一定的電流放電至規(guī)定放電終止電壓的放電量，通常采用如下兩種表示方法：安時(shí)容量=放電電流×放電時(shí)間；瓦時(shí)容量=安時(shí)容量×平均放電電壓。通常采用第一種表示方法，所以確定蓄電池組的容量時(shí)，應(yīng)考慮放電電流的大小和放電時(shí)間的長短。

　　蓄電池容量配置的是否合理，直接影響風(fēng)力發(fā)電的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。容量選的小了，多風(fēng)時(shí)發(fā)出的富余電量得不到充分儲(chǔ)存。容量選的太大，一則增加投資；二則蓄電池可能會(huì)長期處于充電不滿狀態(tài)，將會(huì)影響蓄電池的效率和使用壽命。表一為蓄電池在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中所占投資情況。

　　一般常規(guī)充電是兩階段恒電流充電,此法既不浪費(fèi)電力，充電時(shí)間短，對(duì)延長蓄電池使用壽命有利，同時(shí)計(jì)算蓄電池容量也容易得多。風(fēng)力發(fā)電的情況，則不同于常規(guī)充電。

　　由于風(fēng)速經(jīng)常變化，電機(jī)輸出的電流時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無，這樣蓄電池充電電流和所需充電時(shí)間就很難確定。針對(duì)這種實(shí)際情況，我們采用如下兩種計(jì)算方法來確定配置蓄電池容量。

　　1.電量平衡計(jì)算法。

　　計(jì)算步驟如下：

　　a.根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蟛块T提供的風(fēng)速資料，以十天為一時(shí)度，逐旬分別統(tǒng)計(jì)風(fēng)機(jī)起始工作風(fēng)速至停機(jī)風(fēng)由范圍內(nèi)的不同風(fēng)速發(fā)生小時(shí)數(shù)。

　　b.根據(jù)選用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的P=f（V）特性曲線和風(fēng)速資料，計(jì)算-臺(tái)機(jī)逐旬所能發(fā)出的電量，并繪出其全年發(fā)電量過程曲線。圖-是根據(jù)內(nèi)蒙察右后旗的風(fēng)速資料計(jì)算繪制的商都牧機(jī)廠ED1.5~100型風(fēng)機(jī)的年發(fā)電量過程線。計(jì)算得出該機(jī)在當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)況下，年發(fā)電量為276度。從過程線看出各旬的發(fā)電量變化很大，最多的四月下旬為19度，最少的二月下旬僅0.95度、相差近20倍，說明配置蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)能調(diào)節(jié)是必要的。

　　C根據(jù)用電信況，計(jì)算出逐旬的用電量，并給出全年用電量過程線。附圖中虛線所示。

　　d.比較發(fā)電量和用電量過程線，以發(fā)電少于用電差值最大的時(shí)段（圖中斜線部分）的電量來確定所需蓄電池容量。圖中差值最大的電量為2.3度。需配置2300伏安時(shí)電池，實(shí)際選用12伏48安時(shí)蓄電池4塊?？?cè)萘?304伏安時(shí)。

　　2.經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法

　　根據(jù)我們試點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)，在察右后旗、商都地區(qū)的風(fēng)況下，也可采用以下公式簡便估算所需電池容量。即 請(qǐng)登陸：輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息

　　式中：Q--所需配置蓄電池容量（安時(shí)）；

　　p--負(fù)載功率（瓦）；

　　t--日用電小時(shí)數(shù)；

　　U--標(biāo)準(zhǔn)蓄電池電壓（一般為12伏）；

　　n--電池儲(chǔ)備周期系數(shù)； （根據(jù)風(fēng)況而確定，一般取3~8天）

　　K--放電控制系數(shù)、（取0.75~ 0.8）

　　上式考慮了：①用電設(shè)備的額定功率，②當(dāng)?shù)貧庀笄闆r，即無風(fēng)期平均時(shí)間，⑧為了防止蓄電池過放電，放電應(yīng)控制在一定程度。

　　仍以察右后旗為例，安裝一臺(tái)100瓦機(jī)，供3戶用電，每戶裝設(shè)12伏15瓦的燈泡2只平均每天照明5小時(shí)，計(jì)算所需配置的蓄電池容量。 （儲(chǔ)備系數(shù)取6,放電控制系數(shù)取0.8） 代入公式得：

　　選用6塊l 2伏48安時(shí)蓄電池，總?cè)萘?88安時(shí)。

　　確定標(biāo)準(zhǔn)電池時(shí)，必須注意：蓄電油組的容量應(yīng)能安全接受風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的最大電流強(qiáng)度Imax.