微型风力发电机的应用

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摘 要：近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏，各国纷纷开始根据国情，治理和缓解已经恶化的环境，并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，具有较高性价比的一种新型能源发电系统，由于其制造简单、使用方便，清洁环保。我国风光资源充足，因此具有很好的应用前景。

关键词：风光互补发电 应用 探讨

中图分类号：TK8 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）001-036-02

在我们国家，风能资源巨大，但由于资源的不平衡性，纯粹的风力发电不能大范围普及已成事实。为满足市场不同需求，延伸出来的风光互补技术不仅推动了中小型风电技术的发展，还为中小型风电开辟了新的市场。这种系统采用了我国自主研制的新型小型风力发电机和太阳能发电根据地理条件不同进行合理地结合，形成了相对稳定的电力输出。这是在短期内加速改变我国能源结构最有效的办法。

1 风光互补应用市场机会

风光互补离网型供电系统，主要是以小型风机（100W-1KW）、太阳能电池组件、储能蓄电池、控制器（逆变器），LED光源为主组成离网供电系统，在路灯、景观、广告牌、高整公路、偏远地区无电户供电、哨所、基站等小功率离网供电用户广泛应用。其市场机会巨大，椐专相关资料统计：市政建设的新建路灯照系统：保守估计我国每年新增6万公里的市政路灯工程、按每公里80-100万计算，达600亿；无电户照明：我国目前有近800万山区户、渔民无电户按每户8000-10000元计算，800亿市场。但需要国家政策补贴；船用风力发电机（有预测报告全世界近60亿美元；其他的海岛基地、通信基站、城市景观建设，高档小区景观建设、新农村建设“镇镇亮”路灯工程用户现在已有应用实例，其潜在的市场规模不可估量。专家保守估计国内市场也在几千亿以上的份额，并将形成一个庞大的产业链。

2 风光互补供电系统的优势

(1)节能减排：风光互补新能源为“节能，减排”开辟了一片新天地，清洁能源，没有污染。

(2)方便使用：光互补受自然环境因素限制比大型风力发电小，可以像种树一样在全球各个应用角落遍地开花，受环境限制较小，资源可再生，没有后续能源费用。

(3)技术成熟：风光互补技术比大型风力发电技术成熟，可靠，风光互补新能源为新能源为分布式独立供电独辟蹊径。使用寿命长（太阳能电池和风力发电机均在15年以上的设计寿命），维护方便。

下面通过二个风光互补路灯项目的应用和传统路灯相比的性价比说明：

(1)海南省海口市滨江西路风光互补路灯与常规市电路灯工程总造价比较。

位于海口市南渡江西岸滨江西路，北起长堤路与白龙路的交叉口，向南沿南渡江经过国兴大桥、海瑞大桥，终点在府灵路（南渡江大桥），是海口市一条重要的规划城市主干道，全长12.5km，道路宽50m。通过计算，得出15年时间里，使用风光互补路灯与常规市电路灯所需费用，见表1。

(2)湖南浏阳3公里次干道风光互补路灯与常规市电路灯工程总造价比较。

通过专业技术人员的计算，得出10年时间里湖南省济阳市3公里次干道风光互补路灯与常规市电路灯所需费用，见表2。

由以上2个案例的对比分析可以得出：在综合成本上，风光互补路灯与常规市电路灯相比具备明显的综合价格优势，次干道达到了同等投资，零电费、零排放，且道路越长，价格优势越明显。

3 风光互补供电系统的市场风险

3.1 市场引导机制缺乏造形成销售风险

风光互补系统的最大及户就是市政建设和离网用电户。目前，通过风光互补路灯的试点应用，虽然能增强市民对高新技术新能源产品应用的意识，更能无形中提高市民对新能源利用的意识。其中直观的科普教育性为带动地区的经济发展提供了诸多无形的价值。为当地政府在提倡“节能、减徘、绿色照明、循环经济、生态文明、科普教育、宣传”等工作上直观的肯定。但大部份是政府投资或是获得财政资金补助项目。项目投资金额相对较大，投资后企业回款期长。一些没有资金实力的企业通过关系营销即使做成项目，资金压力非常大，甚至有的企业被无力继续发展。因此大面积推广使用风光互补供电系统，只能是通过政策机制引导建立政策营销。

3.2 政策引导不力 造成的小风机企业成本压力风险

按单位输出功率测算，风机价格是太阳能电池的价格的1/4左右。这是因长期以来，微小风力发电机的应用是以偏远贫困地区的农牧民为主要对象，因此价格定位很低，加上现在国家送电下乡工程，大量采用光伏电池补贴方式，忽略了小风机的成本。而近几年来，政府对大型风力发电的政策相继出台，但对“中小型风力发电机组及新出现的风光互补新能源发电系统还是一个“被政策遗忘的角落”。致使微小风机产品没有利润，行业恶性竞争加剧，技术研发投入不够，企业没有发展后劲，不利于风机生产企业的有利健康成长，从而影响风光互补市场的发展。

3.3 监督机制不全带来的行业产品质量风险

风光互补系统是一个产品集成体，目前市场对其单一产品虽然都有标准和检测手段，监管力度也不够，加上对风光互补系统还是没有整体完善的检测监管手段，以至于市场上的产品没有国家权威机构的检测和认证，导致劣质产品充斥市场，由于小风机是高位安装，风机掉落伤人事故时有发生。行业没有形成有效的监管机制，使有的企业不注重售后服务，致使小风机失去了用户信心，影响风光互补系统的全面推广。

4 行业发展趋势

风光互补系统是近8年才兴起的集成企业，技术门坎不高。技术含量是表现在系统集成+单项产品核心技术，目前小型风机的知识产权完全自主，各企业都已申请部件的发明专利和外观专利。

(1)噪声：我国的小型风机,通过制造工艺的改进,噪声技术已得到改善,基本满足用户需要。

(2)低风速：传统的小型风机起动风速都是在4米/秒左右。这样一来，很多地方看不到小风机的转动。所以应用推广受地域局限。中科恒源科技股份有限公司的全永磁悬风力发电机，以“全永磁悬浮技术”已获得国际PCT专利保护。其发电能效比普通风力发电机提高20%以上，启动风速更低至1.5米/秒。是目前600W以下小型风机领域低风速的一个重大突破，是内业最具优势的产品之一。

(3)控制技术：大部份风光互补供电系统的控制器，大多处于一种充放电保护和风机过风保护。而有些地方用户要求需要集中控制和远程监视，但成本随之上来。所以很多企业在控制器上创新，满足人性化需要，模块化设计在满足及户需求的同时又要保证新产品与传动产品相比较有合理性价比，如：用户可以根据自己的需要通过远程控制和设定光照时间和照明功率。

(4)成本：更为用户关注的是小风机的成本优势,目前,小风机的成本已经是同等功率大阳能成本的的1/4-1/5,但风力必须在4米以上的阔旷区才能获取,为保证安全，传统的立杆成本不可少。目前这种成本对于国内比较贫穷的无电户家庭用户也是过高。需要进一步采用新材料、新工艺不断改进。

(5)集成技术：风光互补更主要体现在集成技术，根据地理条件和用户要求，风光互补系统必须形成风能、光能、蓄电池容量的合理配置。系统组成合理，可以达到要求，系统达到最优性价比。否则，资源浪费，系统成本增加。这种技术更主要是应用经验的累积，因此，应用范围的扩大成了行业发展的关键。

5 结束语

(1)本产业市场及潜在市场巨大，在国家政策提倡，地方政府支持下，可形成巨大产业链。随着能源日益紧张，新能源利用方式不断拓展，新技术、新材料的不断出现，作为争布式供电方案的风光互补系统将是普及风能、光能随时随地应用的一种手段，前景广阔。

(2)风光互补系统的关键技术急须突破，涉及到高效低风速的小型风机技术、太阳能光电技术、储能蓄电池技术、LED淘汰技术等，国家应对小型风机甚至专门对风光互补供电系统的供应商进行政策支持，通过行业内的制造企业的不断推广引导，形成产业政策，同时需要鼓励企业通过技术创新和新材料的应用创新降低使用成本，风光互补技术的全面推广是完全可以实现的。

参考文献：

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