混合风力－太阳能发电系统在山地城市中的利用策略.pdfVIP

第 40卷 第5期 四川I建筑科学研究 2014 10月 SichuanBuildingScience 3l3 混合风力一太阳能发电系统在山地城市中的利用策略 胡江渝 ，何 荥 (1．四川美术学院建筑艺术系，重庆 401331； 2．雨庆大学建筑城规学院，重庆 400045： 3．重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045) 摘 要：结合中国典型山地城市气候特征，分析山地城市太阳能及风能应用的可利用性。并通过对混合系统在Il 地中的运用策略 、评价方法及优化技术手段的研究分析 ，为山地城市及建筑利用混合风力一太阳能发电系统的没汁 实施提供指导。 关键词：太刚能；风能；混合风力一太阳能发电系统 中图分类号：TM614；TM615 文献标志码 ：B 文章编号-1008—1933(2014)05—313—04 能源的优势来克服另一种能源的劣势，这些缺陷就 0 引 言 可以完全或部分得到解决。相对单种能源供给方 随着I廿界经济的快速发展，能源的大量消耗，导 式，这种太阳能风能混合系统的模式提高 1r能源供 致世界范围内化石能源的快速减少及温室气体的大 给系统的效率及可靠性，并减少了能源储存要求，适 量排放。这使得人们不得不选择新的能源来代替现 合于供 电要求具有较高可靠度要求的地区． 有能源消耗，特别是 日本核危机发生后，人们开始更 本文结合山地城市气候特征，对太阳能一风能发 加重视可再生能源的开发与利用。太阳能和风能被 电系统的原理、应用策略、评价及优化控制技术进行 认为是容易获得且经济有效的一种可再生能源，自 分析，为山地城市建筑节能设计提供借鉴与参考。 20世纪70年代能源危机以来，太阳能和风能等能 1 混合风力一太阳能发电系统原理 源的运用快速增长，并 已经成为新兴的具有吸引力 的朝阳产业 。 混合风力一太阳能发电系统由太阳能光伏阵列 、 通常安装在建筑上或建筑周围的小尺寸风力发 风力发电机组 、电池组、转换器、控制器和 他附件 电机或安装光伏阵列产生能源的城市能源发电系统 和电缆组成(图1)。太阳能光伏阵列及风力发电机 可以被定义为微型发电系统，相对于传统的集中能 组共同工作提供电能，而当能源充足时，在满足负荷 源供应形式，这种发 电系统不仅满足了部分用户的 需求之后，剩余的电能将充入电池组并储存起来，直 能源需求，而且还实现了节能减排。 至电池被完全充满为止。相反，当风力发 电机和太 然而，目前建筑上应用的太阳能及风能多为独 阳能光伏阵列产生的电能不能满足负荷需求时，电 立系统，通过与电池组件的配合来满足负荷的需求。 池组释放电能以满足负荷 的需求，直至 电能完全耗 但是由于风能与太阳能完全依赖环境及气候变化， 尽。 而且其产生的能源与负荷需求的时间不相一致。这 些缺陷不仅影响系统能源性能，而且会导致相应电 池组过早地损坏。而 由于季节的变化，一个独立的 太阳能系统或风能系统要提供持续的能源供应基本 是不可能的。而独立使用太阳能系统或风能系统还 将造成设备造价过高及超型。 幸运的是，由于太阳能与风能具有较强的互补 性 ，因此通过合理整合两种可再生能源形式，以一种 图 1 混合风力一太阳能发电系统原理 当