農(nóng)林學(xué)類論文-利用風(fēng)力資源造福湖區(qū)漁民.doc

農(nóng)林學(xué)類論文-利用風(fēng)力資源造福湖區(qū)漁民摘要：洪湖水域面積460km2，風(fēng)力資源充足，中荷項(xiàng)目的實(shí)施初步證實(shí)可利用風(fēng)力發(fā)電來解決漁民用電難的問題。采用三種技術(shù)模式，中荷項(xiàng)目在洪湖示范點(diǎn)成功地安裝了小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組312臺（套），其中風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)32臺（套）。項(xiàng)目實(shí)施后，漁民不僅能用電照明，還能看上電視，有些示范戶還添置了洗衣機(jī)、電冰箱等高檔家用電器，極大地提高了漁民生活水平和生活質(zhì)量，豐富了精神文化內(nèi)容。洪湖示范點(diǎn)建設(shè)也為內(nèi)陸湖區(qū)風(fēng)資源的開發(fā)利用探索出了有益的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：小型風(fēng)力機(jī)；風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電；漁民發(fā)電1引言洪湖市濱湖辦事處船頭嘴村（包括洪湖八一水上希望小學(xué)）和螺山鎮(zhèn)新捕撈村的漁民，長年生活在水泥船上，以船為家。兩村共有漁戶533戶，總?cè)丝?606人。他們遠(yuǎn)離湖岸，遠(yuǎn)離常規(guī)電網(wǎng)，受地理?xiàng)l件限制，漁民至今未能用上常規(guī)電源，只能用煤油蠟燭照明。項(xiàng)目實(shí)施前，兩村只有92戶漁民采用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)供電，僅占總戶數(shù)的17.26%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足漁民的生活和生產(chǎn)用電的需求。根據(jù)專家調(diào)查分析，洪湖湖區(qū)有較豐富的風(fēng)力資源和太陽能資源，適合小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和小型太陽能光電系統(tǒng)的應(yīng)用。示范項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)，就是要開發(fā)和利用湖區(qū)較為豐富的風(fēng)力資源、太陽能資源，推廣應(yīng)用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電；探索有效的技術(shù)和管理模式，解決湖上漁民和水上小學(xué)用電難的問題；加強(qiáng)與外界通信聯(lián)系，改善教育條件，進(jìn)一步提高廣大漁民的生活水平，建設(shè)新型的湖區(qū)漁民生活用能模式。洪湖市示范點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施，使兩個項(xiàng)目村的有電戶從17.26%提高到58.5%?，F(xiàn)在兩個村已有312戶漁民安裝了小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（其中32戶為風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)），由于有了較充足的電力照明，漁民的業(yè)余文化生活變得豐富多彩，社會更加和諧。項(xiàng)目實(shí)施后，洪湖八一水上學(xué)校的照明終于得到了解決，師生的教學(xué)、生活條件都有了很大改善。該項(xiàng)目良好的能源、環(huán)境和社會效益日益顯現(xiàn)出來，也產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。對項(xiàng)目戶、示范村致富奔小康和全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展具有顯著的推動作用，對周邊地區(qū)產(chǎn)生了長期而深遠(yuǎn)的影響，也為洪湖旅游觀光增添了一道靚麗的風(fēng)景線。2風(fēng)力資源與設(shè)備安裝2.1洪湖的風(fēng)力資源洪湖市農(nóng)村能源辦公室于2004年7月5日至9月30日，對洪湖市湖區(qū)的風(fēng)力資源進(jìn)行了設(shè)點(diǎn)初測。初測的結(jié)果為：實(shí)測79天，1.0m/s以上的有風(fēng)小時數(shù)為1407小時。合計(jì)風(fēng)速為5575.6m/s，月平均風(fēng)速為4.1m/s，最大風(fēng)速17.1m/s，極大風(fēng)速23.5m/s；325m/s有效風(fēng)速小時數(shù)為951小時，占實(shí)測小時數(shù)的67.5%。525m/s有效風(fēng)速小時數(shù)為505小時，占實(shí)測小時數(shù)的35.8%。推算年發(fā)電有效小時數(shù)為5832小時，風(fēng)能密度為250300W/m2。2005年3月4日至2006年6月4日，測風(fēng)點(diǎn)改設(shè)在船頭嘴村水上漁寨船上，正式系統(tǒng)測風(fēng)15個月，實(shí)測了10980小時，從測風(fēng)數(shù)據(jù)可以看出，2005年的3、4、5、7、8、9月，2006年的1、3月平均風(fēng)速在4m/s以上；2005年6月、10月和2006年的2月風(fēng)速要小一些，月平均風(fēng)速在4m/s以下。2005年3月至2006年2月全年的平均風(fēng)速是4.1825m/s。最大風(fēng)速為20.5m/s，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)和南風(fēng)，風(fēng)能密度為250300W/m2，325m/s有效風(fēng)能利用小時數(shù)超過6000小時/年。上述風(fēng)力資源為小型風(fēng)力機(jī)在洪湖湖區(qū)的應(yīng)用提供了足夠的自然條件。2.2小型風(fēng)力機(jī)在湖區(qū)的安裝小型風(fēng)力機(jī)在陸地上的應(yīng)用已經(jīng)非常成功，全國已經(jīng)累計(jì)安裝了25萬臺。但小型風(fēng)力機(jī)在湖區(qū)應(yīng)用所遇到的主要問題是如何安裝，在陸地上做地基比較方便，在船上是不行的。在船上只能因地制宜，采用創(chuàng)新的安裝方法。在項(xiàng)目實(shí)行中我們采用了利用船體主柱和棚梁為固定體，附以三角斜支撐的安裝方式解決了小型風(fēng)力機(jī)在船上的安裝問題（具體結(jié)構(gòu)見下圖）。3應(yīng)用模式3.1基礎(chǔ)戶：300瓦小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)該模式采用300W風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)是由1臺300W的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，2塊200Ah的蓄電池和1臺300W控制/逆變器（含泄荷器）組成的戶用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)?？山鉀Q漁民照明、看彩電、VCD、座機(jī)（高頻）充電和手機(jī)充電等生活用電。表1300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要性能技術(shù)參數(shù)制造廠家廣州紅鷹新能源科技公司型號FD2.46-300/7額定功率（W）3008m/s時的輸出功率（W）300額定風(fēng)速（m/s）8風(fēng)輪直徑（m）2.46葉片材料鋁合金葉片數(shù)（只）3調(diào)速方式失速工作風(fēng)速范圍（m/s）325切入風(fēng)速（m/s）3輸出額定電壓（V）DC24最大功率（W）500發(fā)電機(jī)型式交流永磁三相發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）400風(fēng)能利用系數(shù)0.42發(fā)電機(jī)效率0.76噪音（dB）68塔架上部質(zhì)量（kg）80塔高(風(fēng)輪中心到水面的距離)(m)8塔桿直徑（cm）6.35（21/2英寸）（1）系統(tǒng)在湖區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中的作用、地位和效果該模式基本上屬于成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用，系統(tǒng)故障較少，逆變器損壞率僅為6%。目前，項(xiàng)目戶安裝的風(fēng)力機(jī)都在運(yùn)行發(fā)電，80%以上用戶的風(fēng)力機(jī)使用正常，對項(xiàng)目感到滿意?？偟脑u價還是比以前安裝的其它風(fēng)力機(jī)性能好，發(fā)電量大，能夠滿足用電需求。該系統(tǒng)在湖區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中發(fā)揮主要作用，處于重要地位，是今后在湖區(qū)主要推廣應(yīng)用的模式和技術(shù)。（2）系統(tǒng)應(yīng)用前后的對比情況1)該系統(tǒng)應(yīng)用前，項(xiàng)目戶大部分沒有電力照明，采用蠟燭和煤油燈照明，生活很不方便，文化生活貧乏枯燥。少數(shù)項(xiàng)目戶安裝了150W的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，由于發(fā)電量小，只能解決照明和看黑白電視問題。該300W系統(tǒng)應(yīng)用后，發(fā)電量充足，基礎(chǔ)項(xiàng)目戶都使用了彩電和VCD，晚上照明充足，學(xué)生晚上學(xué)習(xí)有了保證，漁民晚間看電視，業(yè)余文化生活比以前豐富多了。2)該系統(tǒng)應(yīng)用前，漁民船內(nèi)線路連接不規(guī)范，室內(nèi)環(huán)境較混亂。系統(tǒng)應(yīng)用后，對線路統(tǒng)一進(jìn)行了改造，使線路安全規(guī)范、室內(nèi)環(huán)境變得整潔有序，體現(xiàn)了新農(nóng)村新風(fēng)貌。3)系統(tǒng)應(yīng)用前，舊風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片下端離船頂棚距離不到1.5米，漁民在頂棚活動時，不夠安全。系統(tǒng)應(yīng)用后，新風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片下端離船頂棚距離達(dá)到2.3米，漁民伸手也不會碰到葉片，十分安全。3.2示范戶：400瓦風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)該項(xiàng)目采用小型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。本風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)由1臺300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和100Wp太陽電池組件，2只200Ah、12V蓄電池和1臺500W控制/逆變器（含泄荷器）組成。該系統(tǒng)可解決漁民看彩電、VCD、照明和使用電冰柜、風(fēng)扇、洗衣機(jī)以及手機(jī)、座機(jī)（高頻）充電等生活用電。該系統(tǒng)所采用的300W風(fēng)力發(fā)電機(jī)與基礎(chǔ)戶的相同，其主要性能參數(shù)請見表1，100Wp太陽能光電板的性能參數(shù)請見表2。表2洪湖項(xiàng)目示范型用戶太陽能光電板的主要性能參數(shù)參數(shù)單位典型值輸出峰值功率WPW100開路電壓VOCV42最佳工作電壓VmV24短路電流ISCA3.2最佳工作電流ImA4.16組件效率%12.8外形尺寸mm大約146074042重量kg10工作溫度范圍4085（1）系統(tǒng)在湖區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中的作用、地位和效果該系統(tǒng)可解決漁民看彩電、VCD、照明和使用電冰柜、風(fēng)扇、洗衣機(jī)以及手機(jī)、座機(jī)（高頻）充電等生活用電。與單獨(dú)使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)相比較，不但增加了發(fā)電量，而且大大提高了供電穩(wěn)定性，即使無有效風(fēng)速，但有光照時，系統(tǒng)仍能保持一定供電能力，并且對蓄電池起到保護(hù)作用，延長其使用壽命。該系統(tǒng)的應(yīng)用使湖區(qū)漁民的生活水平又提高一步，代表了今后的發(fā)展方向，起到了很好的示范作用。目前，示范項(xiàng)目戶安裝的風(fēng)力機(jī)都在運(yùn)行發(fā)電，0%以上用戶的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)使用正常，漁民對該項(xiàng)技術(shù)和模式感到非常滿意，總的評價是比純風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)性能更好，發(fā)電量更大，能夠滿足全天的用電需求?，F(xiàn)在示范項(xiàng)目戶不僅配置了彩電和VCD，還使用上了洗衣機(jī)和電冰箱，不但學(xué)生晚上學(xué)習(xí)有了保證，漁民白天、晚上都可以看電視，晚上照明充足，業(yè)余文化生活比以前豐富多了。示范項(xiàng)目戶中有戶使用了電冰箱。因此，有些基礎(chǔ)項(xiàng)目戶也要求安裝光電板進(jìn)一步提高系統(tǒng)的功能，以便過上更加文明的現(xiàn)代化生活。（2）系統(tǒng)應(yīng)用前后的對比情況該系統(tǒng)應(yīng)用前，洪湖湖區(qū)還沒有應(yīng)用過任何風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)或太陽能光電板發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的應(yīng)用在洪湖湖區(qū)是一個新生事物，影響力非常大。它使?jié)O民開闊了眼界，看到可再生能源綜合利用的成功范例，也看到了湖區(qū)未來能源的多樣化和多彩生活的美好前景。該系統(tǒng)應(yīng)用后，使電冰箱、洗衣機(jī)等家用電器進(jìn)入湖區(qū)成為現(xiàn)實(shí)，這在以前是不可想象的。其它變化與基礎(chǔ)型用戶基本相同。3.3公益學(xué)校：3000瓦風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)該系統(tǒng)由1臺荷蘭5kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、1000Wp國產(chǎn)太陽電池組件，20只200Ah、12V蓄電池組成的蓄電池組和1臺5kW控制/逆變器組成（性能參數(shù)見表3）。表3荷蘭5000W風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要性能技術(shù)參數(shù)制造廠家荷蘭Fortis風(fēng)能公司型號FortisMontana(5000)額定功率（W）50008m/s時的輸出功率(W)2000額定風(fēng)速（m/s）14風(fēng)輪直徑（m）5葉片材料環(huán)氧(樹脂)強(qiáng)化玻璃鋼葉片數(shù)（只）3調(diào)速方式風(fēng)輪側(cè)偏工作風(fēng)速范圍（m/s）325切入風(fēng)速（m/s）3輸出額定電壓（V）DC120最大功率（W）5000發(fā)電機(jī)型式交流永磁三相發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）風(fēng)能利用系數(shù)0.42發(fā)電機(jī)效率0.82噪音（dB）68塔架上部質(zhì)量（kg）200塔高(風(fēng)輪中心到水面的距離)(m)12塔桿直徑（cm）10.16(4英寸)1000W太陽能光電池是由20塊53W的光電板按10個串聯(lián)一組，然后兩組并聯(lián)起來，接入控制器接口。53W太陽能電池組件的性能參數(shù)如表4所示。表453Wp太陽電池組件技術(shù)參數(shù)參數(shù)單位數(shù)值輸出峰值功率WPW53開路電壓VOCV21.5最佳工作電壓VmV17.2短路電流ISCA3.2最佳工作電流ImA2.9組件效率%12.8外形尺寸mm大約97244228質(zhì)量kg5工作溫度范圍4085（1）系統(tǒng)在湖區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中的作用、地位和效果利用該系統(tǒng)，洪湖八一水上希望學(xué)校的師生可使用彩電、VCD、冰箱、醫(yī)用冰柜、洗衣機(jī)、飲水機(jī)、小型水泵、太陽能熱水器供水系統(tǒng)、電飯鍋等；可進(jìn)行遠(yuǎn)程教育；可實(shí)現(xiàn)供電自動化管理。（2）系統(tǒng)應(yīng)用前后的情況對比項(xiàng)目實(shí)施后大大改善了該校師生的學(xué)習(xí)條件和生活條件，充分滿足了其用電需求。對提高該校的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量均有較大的幫助和促進(jìn)作用，特別是遠(yuǎn)程和電化教學(xué)設(shè)備的配置，溝通了水上小學(xué)和外界的聯(lián)系，有益于學(xué)生素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量的提高。逐步縮小湖面與岸上小學(xué)之間差距。4結(jié)論示范點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施后，比較充分地開發(fā)和利用了湖區(qū)較為豐富的風(fēng)力資源，初步開發(fā)利用了太陽能資源，推廣應(yīng)用了小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)。形成了有效的技術(shù)和管理模式，解決了湖上兩個村52%漁民和洪湖八一水上小學(xué)用電難的問題。加強(qiáng)了學(xué)校與外界的通信聯(lián)系，改善了教學(xué)條件，進(jìn)一步提高了廣大漁民的生活水平，創(chuàng)建了建設(shè)新型湖區(qū)漁民生活的用能模式。三種技術(shù)模式的應(yīng)用，解決了湖上漁民的照明用電問題，極大地改善了漁民的生活；有了電，漁民可以看電視、VCD，使用“風(fēng)光”互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的漁民家庭還可以用上冰箱、洗衣機(jī)，大大提高了他們的文化生活水平，促進(jìn)了精神文明建設(shè)；有了電，漁民可以用來給手機(jī)、座機(jī)充電，大大方便了他們與