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风光互补路灯呈现可再生能源产业新蓝天

更新时间:2009-05-18
我国风能光能资源虽然丰富,仅可开发的风能就高达10亿kW,居世界第三位,但开发起步较晚,尤其是风电成套设备制造业严重滞后,制约着我国风电光电产业的发展。 

        前瞻性的科研方向定位是关键
 
最近,记者一行驱车到长葛市实地观看不用供电的路灯时,望着宽阔道路两旁一盏盏风光互补,既有风力发电装置,又有太阳能发电装置,造型美观,能源自供的路灯时,我们还是赞叹不已。
 
“这是我们的样板工程,省委书记、省长来公司视察时都来参观过,国内外客户也都到这里观摩。”河南森源集团总经理助理杨宏钊自豪地说,“高效能风光互补路灯的特点就是利用风能和光能互补的特征,将风能和太阳能转化为电能,使路灯不论刮风下雨、阴天晴天、有风无风,都有充足的电能供应。”
 
实地参观前,杨宏钊说起这样一件事:2007年8月,新一代的高效能风光互补路灯在森源风电研究中心研发成功之后,《河南日报》在第一时间报道了此消息,中央电视台中文国际频道的重要新闻给予报道,新华网、新浪网等网络媒体也转载了这一消息。一时间森源集团风电研究中心成了媒体和客户关注的中心。“来自国内外数不清的咨询电话和采购订单真是多得数不清,电话都给打爆了,连乌克兰的客户都来了,当时可是真惊奇。”
 
“取得这种效果关键在于科研的良好定位。”在接受采访时,河南森源电器股份有限公司总经理彭晓华说。
 
森源集团研发离网型风光互补独立供电系统,制造新一代的高效能风光互补路灯,不是盲目决策,精确的科研定位来自于对国内外形势的洞悉,来自于对风电光电未来发展趋势的把握,来自于对自己实力的自信。
 
谈起决策依据,总经理彭晓华说,“太阳能利用的历史更为悠久,技术成熟稳定。尤其是单晶硅多晶硅技术的应用,光电转换率达到17%,甚至更多。同样因为自然等方面的原因,正常情况下每天有功运行时间不足6个小时,连续的阴雨天气成为太阳能发电无法逾越的鸿沟,可靠性无法保证。
 
而风力发电和光伏发电互为补充,可以实现持续性供电。离网型风光互补独立供电系统运用优化控制技术,准确定位风力发电和光伏发电的配置比例,更加有效地利用这一互补性进军可再生能源领域,一方面公司拥有电器研发制造的条件和优势,可以给予离网型风光互补独立供电系统有力的条件支撑,另一方面也为企业寻找到一个新的经济增长点。”
 
产学研结合 自主创新攻克世界难题
 
河南森源集团从2005年起就开始密切关注风能和太阳能的利用,到2007年末,离网型风光互补独立供电系统中新一代的高效能风光互补路灯出现,这不能不说是个奇迹。
 
“我们的信条就是,要对整个社会的进步有所贡献。那你就不仅仅是在事业上取得成功,也要取得社会意义上的成功,这一点很重要。”在采访过程中杨宏钊一直强调这一点。
 
任何事情都需要选准突破口。离网型新一代高效能风光互补路灯一开始研发,一系列重大难题便接踵而来,其中,风力发电机组设计、电力电子技术的应用、电力测控技术的应用、计算机技术应用最为关键,也成为科研的突破口。“我们成功的另一个关键是产学研结合。没有良好的产学研结合,也不会这么快成功。”总经理彭晓华说。
 
事实上,为搞离网型风光互补独立供电系统的研发,森源可谓下了血本。森源公司与上海交通大学、大连理工大学和西安交通大学联合,投入5000多万元,在郑州森源高科技产业园建设了研发及检测中心、工艺中心、技术服务中心以及各功能实验室。购置拖动试验设备、变频调速装置、控制系统模拟试验设备,以及PRO /E、CAD / CAM软件,搭建研发平台。经河南省发改委批准组建了河南省风力发电工程研究中心。运用风力发电和太阳能发电技术开发0.4~50kW的离网型风光互补独立供电系统。
 
做任何事情都有一个过程,尤其是民营企业搞高新技术,其困难不是一般的大,何况研究投入是吃钱的机器,谈起其中的苦楚,彭晓华和杨宏钊感慨万千。
 
在研发过程中,他们在小型高效率永磁直驱风机、路灯专用太阳能板和路灯电力电子集控模块等技术领域取得重大突破,产品技术性能达到国内先进,国际同步。
 
风力发电机采用先进的永磁直驱电机,对发电机定子、转子及结构进行优化设计,尽可能在各种风力条件下实现发电量最大化。我国内陆地区的常年风速为4~6米 / 秒,森源集团研发人员专门设计了额定风速为7米 / 秒的风力发电机,根据空气动力学原理及各地不同的风力情况,确定风机叶片的形状、尺寸和材质,使其高效、稳定、耐用。
 
在电力测控技术的应用方面,传统风机主要采用机械调速、机械制动,制造工艺复杂,成本高且响应速度慢。新型风力发电机组通过调节控制发电机输出的有功及无功功率,实现调速、调压,通过旁路电流输出实现发电机制动,这是离网型风光互补独立供电系统研发过程中的一项技术突破。
 
新研发的风力发电机具有完备的过流保护、过压保护、欠压保护、过速保护和过热保护,从而保证发电机组的可靠性和安全性。
 
在系统功率调节及能量管理上,适时调节发电机有功、无功功率,使发电功率最大化,通过整个系统的电能转换、存储管理,使电能转换、供电效率最大化。
 
在储能设备充放电优化控制上,适时控制电池充放电模式,根据电池特性采用恒压、恒流、均充、浮充、PWM(脉冲宽度可调充电模式)等充电模式,使充电效率最优化,大大提高电池寿命。
 
经过艰苦的努力,离网型风光互补独立供电系统中新一代的高效能风光互补路灯终于研发成功,投入批量生产。他们在江苏昆山、浙江慈溪、山西运城等地安装了800多盏,在许昌市107国道、长葛市外九路安装了600盏。实际运行每年可以节约用电2555KW,节约电费200多万元,相当于节约1022吨标准煤,减少二氧化碳排放3000多吨。
 
节能减排 蓄势扬帆
 
森源集团揭起了一场风电光电互补的技术革命,开创了一个财富无限的市场。
 
离网型风光互补独立供电系统是在国家鼓励开发可再生能源号召的前提下开发研制的,对有效实现节能减排,创建节约型社会具有重要意义,是可再生能源最贴近人民群众生产生活的高科技产品。
 
同时这种系统独立供电系统单位成本不高,不需要长距离输电,一套100kW的离网型风光互补独立供电系统可以满足一个面积20平方公里的海岛军事、生活用电。
 
在离网型风光互补独立供电系统基础上开发的SYF-400型风光互补路灯适用于道路照明、广场美化,是替代传统路灯照明的优质产品。经测算,一盏传统路灯每年耗电1800kWh以上,相当于消耗标准煤0.73吨,一座中等城市拥有12万盏路灯,每年消耗标准煤8.76万吨,直接费用达3500多万元,增加二氧化碳排放30多万吨,二氧化硫、二氧化氮及粉尘排放近2万吨。全国近500座中等以上城市,每年仅路灯用电消耗就接近180亿元,增加二氧化碳排放1500多万吨,二氧化硫、二氧化氮及粉尘排放近600多万吨。风光互补路灯一次性造价略高于传统路灯,而能耗和污染排放始终为零,节能减排效果十分明显。
 
如果真正推广开来,节能减排的效益令人震惊。森源集团正在筹划、大手笔绘制宏伟的蓝图。到2010年实现离网型风光互补独立供电系统综合生产能力10000套,产值80000万元,实现税利20000万元。届时森源集团旗下一个新能源的企业将走向辉煌。