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区域能源规划 第九讲 区域能源系统的优化 和配置（三） 区域能源系统优化配置的三大导向和思路 分布式能源热电联产系统 能源总线系统 多能源互补系统 能源互联网系统 4.多能源互补系统 目前，我国各类新能源的利用率还很低，由新能源造成的二次污染问题也成为制约新能源发展的主要障碍。根据各地具体能源构成方式，合理采用风能、太阳能和生物质能等可再生能源，构成多种能源互补的功能系统，实现电、热、冷联供，既能充分利用资源，提高能源利用率，又可以减少单一能源供电的劣势，缓解能源消耗给环境造成的压力。 风光互补发电系统 利用太阳能和风能在时间和地域上都很强的互补性，阳光最强时一般风很小；而在晚上没有阳光时，由于温差比较大，空气的流动导致风的形成。 然而在晴天太阳比较充足而风会相对较少，在阴雨天气的时候，阳光很弱但是阴雨天气会伴随着大风，风资源相对较多。 所以根据风光的互补特性，使用风光互补系统可以很好的解决无线通信系统的供电问题 风电系统是利用小型风力发电机，将风能转换成电能，通过控制器对蓄电池充电．再通过逆变器对用电设备供电的一套系统。 风电系统的优点是日发电量大、系统造价及运行维护成本低。 缺点是常规水平轴风力发电机对风速的要求比较苛刻。而且这个问题至今也一直没能有效地解决。 光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能，通过控制器对蓄电池充电。再通过逆变器对用电设备供电的一套系统。 该系统的优点是供电可靠性高。运行维护成本低，但是系统造价高。 风光互补的特点 (1)风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，使成本大大降低．同时可以设计逆变系统具有自动稳压功能，改善供电质量。 (2)风光互补系统关键的控制部分要根据日照强度、风力大小及负载的变化不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节。在发电量充足时把一部分电量供给负载，另一部分电能则存入蓄电池组中；当发电量不足时。由蓄电池组提供部分负载所需电能，从而保证了系统的稳定性与可靠性。 (3)由于风光互补系统的供电稳定性和保证率高，可以设计较低的光电阵列容量和蓄电池容量。使整个系统的成本下降 风光互补发电系统的应用 无电农村的生活、生产用电 半导体室外照明中的应用 航标上的应用 监控摄像机电源中的应用 通信基站中的应用 抽水蓄能电站中的应用 都能应用啦！！ 各式各样的风光互补路灯 风光互补路灯视频监控系统 风光互补发电系统工程成功案例 广州亚运金山大道风光互补监控系统 风光互补发电系统的未来 1）中小型风力机与太阳能电池结合作为最合理的独立电源可开发更多的应用领域，包括风光互补便携式电源、风光互补泵水系统、风光互补增氧系统、风光互补供暖系统、风光互补海水淡化系统、风光互补景观照明系统等等。随着中小型风力发电机产品的多样化，风光互补独立供电系统在市政项目、边防哨所、偏远地区都有着极广的应用前景。 2）中小型风力发电机并网发电系统。大家都知道，德国和日本的太阳能屋顶计划大大促进了太阳能电池产业的发展。但在英国等阳光资源不好的国家，正在推广风力发电机屋顶发电计划。在家庭安装中小型风力发电机并网发电，可节省输配电系统，改善电网结构，是分布式电源的理想方式。在国外还作为夜间照明和独立供电来减少犯罪率的公共设施。 家用燃料电池 燃料电池作为21世纪的高科技产品，早已受到西方发到国家的重视，企业界也纷纷投入巨资从事燃料电池技术的研究与开发，均取得了重大进展，技术走向成熟，并在一定程度上实现了商业化，使得燃料电池即将逐步取代传统发电机和内燃机而广泛应用于发电和汽车上。MW级成套燃料电池发电设备已进入商业化生产，各等级的燃料电池发电厂相继在一些发达国家建成，燃料电池汽车也已经开发出来，家庭用燃料电池也已经进入实用性试验，这充分显示了燃料电池所具有的广阔发展前景。 1839年，英国科学家William Grove设计出了第一款燃料电池，之后，燃料电池得到了广泛的研究。随着能源危机的出现，燃料电池更得到了进一步的关注。燃料电池和传统的内燃机比较，二者都是用化学燃料作为能源，但是在燃料利用率上，传统的内燃机只有约18%的效率，而燃料电池的效率可高达80%。 燃料电池的组成和工作原理 燃料电池的基本组成：阳极、阴极、电解质和外电路。燃料电池中的电解质有不同的种类。 燃料电池的基本单元 燃料电池的工作原理（以氢氧磷酸型电池为例） （1）氢气在阳极催化剂的作用下，发生下列阳极反应： （2）氢离子穿过电解质到达阴极。电子则通过外电路及负 载也达到阴极。在阴极催化剂的作用下，生成水反应式为： （3）综合起来，氢氧燃料电池中总的电池反应为： 伴随着电池反应，电池向外输出电能。只要保持氢气和氧气的供给，该燃料电池就会连续不断地产生电能。 燃料电池的特点 燃料电池的能量转换效率高，不受卡诺效率