太陽能輔助能源集成技術附應用

1、1太陽能輔助能源集成技術及應用謝建吳彤龔彪趙正德（云南師范大學能源與環(huán)境科學學院，云南，昆明，650092）摘要：隨著社會經(jīng)濟發(fā)展對能源需求的不斷劇增，以及住宅消費和人們對生活品質要求不斷提高，低能耗并能與建筑良好結合的熱水系統(tǒng)，已經(jīng)成為尋求的一種商品。本文主要對兩種太陽能輔助能源集成技術的應用模式——風光互補太陽能電源系統(tǒng)和太陽能熱泵多能源系統(tǒng)技術集成原理進行了分析，針對不同氣候條件，發(fā)揮系統(tǒng)多能源集成技術優(yōu)勢，提高系統(tǒng)運行可靠性和工

2、作效率，降低系統(tǒng)能耗等問題進行了探討。關鍵詞：太陽能風光互補熱泵輔助能源集成技術0引言引言隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，人們對住房居住條件以及建筑節(jié)能環(huán)保要求越來越高。而建筑是我國耗能大戶，我國建筑能耗在社會總能耗中所占的比列已達30%，全國每年建筑能耗約為1.3億～1.8億噸標準煤[1]。新能源和可再生能源系統(tǒng)的應用，對節(jié)能環(huán)保起到了重要的作用，但對于普通太陽能應用系統(tǒng)的，由于存在效率和能源轉換受天氣情況影響大，能源的

3、可靠性及安全性等問題有待進一步研究和審視。開發(fā)和利用新能源(可再生能源和無污染綠色能源)以及改善能源綜合利用技術，已是迫切需要解決的重要問題。人類可利用的新能源，如太陽能、風能、地熱能、水能、海洋能等能源形式受到高度的關注。但從能源的穩(wěn)定性、可持久性、數(shù)量、設備成本、利用條件等諸多因素考慮，太陽能仍然是最為理想的可再生能源和無污染能源。太陽能的利用形式主要有光熱利用、光伏發(fā)電利用和光化學轉換三種形式，已經(jīng)在各領域得到廣泛應用，但由于受到

4、晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機因素的影響，到達某一地面的太陽輻照度既是間斷的又是極不穩(wěn)定的，這給太陽能的大規(guī)模應用增加了難度。風能是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量，風能的大小決定于風速和空氣的密度。據(jù)估計到達地球的太陽能中雖然只有大約2%轉化為風能，但其總量仍是十分可觀的。風能由于其儲量巨大，使用無污染以及可再生等特點，已經(jīng)得到廣泛地利用，現(xiàn)在對于風能的利用主要集中在風力發(fā)電方向。但是

5、在一些地區(qū)風力發(fā)電經(jīng)濟性不足，許多地區(qū)的風力有間歇性，風力發(fā)電需要大量土地興建風力發(fā)電場，才可以生產(chǎn)比較多的能源。熱泵是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置，作為節(jié)能技3圖1.風光互補系統(tǒng)結構圖1.2.2太陽能風光互補系統(tǒng)工作原理太陽能風光互補系統(tǒng)是基于太陽能光伏發(fā)電技術和風力發(fā)電技術上的一種多能源結合互補系統(tǒng)，充分發(fā)揮太陽能和風力資源的優(yōu)勢和互補性。在陽光充足的晴天，由太陽能電池工作，將太陽能轉化為電能，經(jīng)過控制器向系統(tǒng)蓄電池充電

6、，控制器再控制蓄電池向負載供電。在風力資源也比較豐富的去，當風速達到鳳力發(fā)電機起動風速后，風機開始轉動，帶動風力發(fā)電機發(fā)電。由控制器輸出電能供給負載以及給蓄電池充電。在風速超過截止風速時，風機通過機械限速機構使風力機在一定轉速下限速運行或停止運行，以保證風力機不致?lián)p壞。當連續(xù)很多天無風，無太陽時可啟動備用柴油發(fā)電機對蓄電池補充充電，以防止蓄電池長時間處于缺電狀態(tài)。對于小型的風光互補發(fā)電系統(tǒng)，可以選配柴油發(fā)電機。1.2.2太陽能風光互補路