海洋浮标风光互补供电应用(图)-北极星风力发电网

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目前大多数海洋浮标平台的供电是使用化学能或者更换蓄电池的方式，但这种方法存在供电时间短，供电补给时间长，补给困难和补给成本高等诸多问题。文章提出一种为海洋浮标供电的风光互补供电方案，对其典型应用进行配置和设计，经过海洋平台上的应用后得出，在解决防台风等问题基础后，风光互补发电系统是海洋浮标供电的良好方案。

0 引言

目前海上浮标供电是通过海底电缆从附近的综合平台引电或者定期更换内部蓄电池的方式进行的，并且部分观测测量平台、海上雷达站、岛基水声网络中心站等的供电依然采用传统的柴油机发电方式，存在噪音大、污染环境、油料补给困难、补给时间长、补给成本高等诸多问题。

供电方案常常成为海上浮标工作时间的制约因素之一，甚至因为供电容量限制了设备的用电。面对上述突出的问题，研究开发就地安装、成本低廉、维护管理方便、资源节约、环境友好型的供电系统，是平台开发的当务之急。

本文通过依据一型浮标负载耗电对风光互补系统进行配置计算。探讨这种自主式风光互补发电系统在海洋浮标上的应用可行性。

1. 风光互补发电系统

风光互补发电系统是一套为外部提供电源供应的系统，该系统是利用风力发电机组和太阳能电池方阵(将交流电转化为直流电)，将发出的电能通过控制器存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，控制器控制其输出，也可通过逆变器逆变后供应给交流负载。系统由风力发电机组与太阳能电池板互补供电，夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单用风力发电机组和太阳能更经济、科学。

1.1 供电系统的组成与工作原理

如图1，风光互补发电系统主要包含小型风力发电机、太阳能电池组件(含支架)、汇流箱、蓄电池组、风光互补控制器，逆变器(交流负载)等。

风光互补控制器控制风力发电机和太阳能电池组件优先给负载供电，多余电量为蓄电池进行充电，并对风力发电机组的转速进行控制和进行电池管理。当需要使用交流电时，则通过逆变器为负载供应电源。

1.2 风力发电机选型

考虑海洋环境复杂多变，台风频繁，因此大型风力发电机在平台的安装因为安全问题受到限制，一般尽量减少风力发电机组的受风面积从而让浮标平台更加平衡和稳定，也有通过多个小型风力发电机组并联后为系统供电。对于用电量不大的浮标平台，则可以使用300W 风力发电机。本文所选的杭州瑞利科技的300W 风力发电机组在平均风速为8m/s 时日发电量可达7.2kWh，即使在6m/s 时发电量也可达1.8kWh，而该风速海上都比较常见，基本满足常规用电需求。对于海洋上12m/s 以上的风速，配套风光互补控制器自动对风力发电机组进行卸荷做降速控制，而在台风天气控制器控制风力发电机组执行机械刹车让之停转来实现自身进行保护。

图2 是本方案中选择的FD-2.0～0.3/8.5 水平轴风力发电机，其技术参数为：

切入风速：2.2 ～ 2.5m/s;

额定风速：8.5m/s;

安全风速：60m/s;

额定转速：500rpm;

额定功率：300W;

风轮半径：2.0m;

额定电压：DC28V;

风叶材料：碳纤维;

保护方式：电磁制动/ 机械刹车。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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