蓄電池在小型風力發電設備發電中的應用

    在小型風力發電設備中，蓄電池是重要的輔助設備之一。蓄電池在直流發供電系統中起著貯存電能和穩定電壓的重要作用。

　　一、蓄電池容量的確定

    蓄電池容量配置的是否合理，直接影響風力發電的各項技術經濟指標。容量選的小了，多風時發出的富余電量得不到充分儲存。容量選的太大，一則增加投資；二則蓄電池可能會長期處于充電不滿狀態，將會影響蓄電池的效率和使用壽命。表一為蓄電池在風力發電設備中所占投資情況。

    一般常規充電是“兩階段恒電流充電”，此法既不浪費電力，充電時間短，對延長蓄電池使用壽命有利，同時計算蓄電池容量也容易得多。風力發電的情況，則不同于常規充電。

    由于風速經常變化，電機輸出的電流時大時小，時有時無，這樣蓄電池充電電流和所需充電時間就很難確定。針對這種實際情況，我們采用如下兩種計算方法來確定配置蓄電池容量。　

　　1．電量平衡計算法。

　　計算步驟如下：

　　a．根據當地氣象部門提供的風速資料，以十天為一時度，逐旬分別統計風機起始工作風速至停機風由范圍內的不同風速發生小時數。

　　b．根據選用的風力發電機的P＝f（V）特性曲線和風速資料，計算—臺機逐旬所能發出的電量，并繪出其全年發電量過程曲線。圖—是根據內蒙察右后旗的風速資料計算繪制的商都牧機廠ED1．5～100型風機的年發電量過程線。計算得出該機在當地的風況下，年發電量為276度。從過程線看出各旬的發電量變化很大，最多的四月下旬為19度，最少的二月下旬僅0．95度、相差近20倍，說明配置蓄電池進行儲能調節是必要的。

      C根據用電信況，計算出逐旬的用電量，并給出全年用電量過程線。附圖中虛線所示。

　　d．比較發電量和用電量過程線，以發電少于用電差值最大的時段（圖中斜線部分）的電量來確定所需蓄電池容量。圖中差值最大的電量為2。3度。需配置2300伏安時電池，實際選用12伏48安時蓄電池4塊。總容量2304伏安時。

　　2．經驗計算法

　　根據我們試點的經驗，在察右后旗、商都地區的風況下，也可采用以下公式簡便估算所需電池容量。即

　式中：Q——所需配置蓄電池容量（安時）；
　　　　 p——負載功率（瓦）；
　　　　 t——日用電小時數；
　　　　 U——標準蓄電池電壓（一般為12伏）；
　　　　 n——電池儲備周期系數； （根據風況而確定，一般取3～8天）
　　　　 K——放電控制系數、（取0．75～ 0．8）　

　　上式考慮了：①用電設備的額定功率，②當地氣象情況，即無風期平均時間，⑧為了防止蓄電池過放電，放電應控制在一定程度。

　　仍以察右后旗為例，安裝一臺100瓦機，供3戶用電，每戶裝設12伏15瓦的燈泡2只平均每天照明5小時，計算所需配置的蓄電池容量。 （儲備系數取6，放電控制系數取0．8） 代入公式得：

　　選用6塊l 2伏48安時蓄電池，總容量288安時。　

　　確定標準電池時，必須注意：蓄電油組的容量應能安全接受風力發電機輸出的最大電流強度Imax。

　　二、蓄電池的運行方式

　　1．全充全放制。即風機集中安裝，集中充電，電瓶分散到戶，每戶兩塊電瓶輪換使用。
　
　 風力發電是受風制約的，尤其是對小型風機更為明顯。在村內風小，風機必須集中安裝在村外，架線又有困難的農村、浩特，適合采取這種方式。風機可以架設在風能較佳的場地上，得以充分利用風能。電瓶輪換使用能保證滿充滿放。缺點是：

①所需電瓶較多，增大投資和電度成本。
②電瓶使用效率較低（約40％左右）。
③電池的充放電輪換頻繁，使用壽命較短。　　
④經常來回搬運電瓶給用戶造成麻煩，且容易碰壞電瓶；搬運不慎，電解液容易外漏，會造成電瓶缺液或燒壞衣服。