沙漠公路防护林灌溉发展思考.docx

沙漠公路防护林灌溉发展思考1沙漠公路防护林太阳能光伏发电系统介绍防护林太阳能光伏发电系统由太阳能电池板（组件）、光伏控制器、逆变器、变频器和蓄电池构成。太阳能电池组经日光照射后形成低压直流电电池组并联后的直流电采用电缆送至汇流箱经汇流箱汇流后采用电缆引至光伏控制器由光伏控制器实现对蓄电池组的充放电控制蓄电池组的直流电压输出至逆变器逆变后的三相交流电经电缆引至变频器最后经变频器启动水泵完成抽水。其中正弦波逆变控制器为三相可偏载运行其输出可为生活用电设备如照明、电视、监控、采暖器等提供电源[1]。太阳能电池板（组件）：电池板是太阳能发电系统中的核心部分也是系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能。太阳能电池板的质量和成本直接决定整个系统的质量和成本。太阳能光伏控制器：光伏控制器是用于太阳能发电系统中控制太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。光伏控制器对蓄电池起到过充电、过放电保护作用其好坏决定太阳能系统的运行安全和使用寿命[2]。逆变器：所选用的正弦波逆变电源克服了方波和模拟正弦波仪器的不足其输出完全可以和市电媲美能够提供高质量的交流电效率高、噪音小已成为市场中的主流产品。蓄电池：其作用是将太阳能电池板所发出的电能储存起来需要时再释放。防护林光伏发电系统采用的胶体蓄电池同普通铅酸蓄电池相比在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面都优于普通铅酸蓄电池。2沙漠公路防护林太阳能光伏发电站的建设和实验泵房太阳能光伏电站建设塔里木油田公司于2010年选取沙漠公路防护林两座柴油发电泵站开展太阳能光伏电站的建设和实验2010年5月完工进入调试运行与试验改进阶段。井光伏电站光伏方阵初期功率为23.31kW光伏方阵采用自动追光技术2010年9月加装10kW风能发电机开展风光互补试验经后期进一步扩容改造后光伏方阵功率提升至37.53kW电站拖动水泵额定功率为7.5kW。井光伏电站光伏方阵初期功率为19.98kW经后期进一步扩容改造后光伏方阵功率提升至36.72kW电站拖动水泵额定功率为7.5kW[3]。泵房太阳能光伏电站实验2010年5月至10月为项目试验期试验规定使用太阳能光伏发电日灌溉时数与使用柴油发电日灌溉时数相同均为12h同时确保防护林长势和成活率。初期由于对光伏发电设备的扩容、调试替代率不高随着设备的不断改进2座太阳能光伏电站稳定性和可靠性逐步增强从试验期替代率数据分析到2010年10月替代率已达88.52%、97.60%。试验期苗木成活率、长势达到油田公司绿化主管部门验收考核标准试验结果达到了预期目标试验取得成功证明在沙漠公路建设大功率太阳能光伏电站替代柴油机发电具有可行性具备推广价值并从中得到以下认识：在正常天气条件下（无连续阴雨3天以上）光伏电站系统完全可以满足每天12h的灌溉时数以及管护人员生活用电需求。3沙漠公路防护林太阳能光伏发电灌溉效益分析3.1可靠性1）柴油机发电：以消耗柴油发电为水泵提供动力发电不受天气影响只要燃料配送及时柴油机维护保养到位管护人员精心操作设备具有较高的可靠性。2）太阳能光伏发电：以太阳能资源发电为水泵提供动力设计阴天连续工作3~4天极端恶劣阴雨天气连续工作3天通过长期运行证明发电量、水量供应充足；以苗木成活率为考核标准结果证明无论是成活率还是长势均达到油田公司验收标准；由于安装配备蓄电池驻井人员24h生活用电均能得到有效保障尤其在冬季还能为驻井人员提供采暖用电提高生活质量。3.2能源成本1）柴油机发电：单井柴油发电机组功率24kW柴油机每天工作12h日消耗柴油40~50L年消耗柴油量12t；柴油价格按8600元/t计算能源消耗成本为10万元。除此之外若柴油价格不断上涨年度费用将持续增加。2）太阳能光伏发电：太阳能光伏发电建站一次性投资建成后不消耗能源初期建站投资100万元蓄电池使用寿命7年控制柜及逆变器使用寿命8年；以20年为周期计算太阳能光伏电站建设总费用190万元年费用9.5万元年费用略低于柴油发电。随着太阳能产品的不断研发和改进其价格还将有一定下降空间。3.3节能减排效益1）柴油机发电：以消耗柴油发电为水泵提供动力柴油为化石能源产出的二次能源不可再生燃烧后CO有毒气体排放系数为1.52g/LCO2温室气体排放系数为2.73kg/L对环境有一定影响。2）太阳能光伏发电：太阳能发电系统维护操作简单电池板使用寿命20年以上所配备的胶体蓄电池使用寿命7年且可回收进行分级处理提取二氧化硅、铅锭、聚丙烯等产品通过太阳能系统的生产过程实现节约和减排。12口柴油机井年消耗柴油140t实施太阳能改造后年可减排CO2温室