在科技的發(fā)展道路上，離不開能源的助力，特別是再科技飛速發(fā)展的今天，而地球上的能源有限，就需要科研人員不斷開發(fā)新能源，這就再當下最需要研發(fā)太陽能的使用。光柴互補發(fā)電是利用光伏發(fā)電為主，柴油發(fā)電為輔，給負載供電，并將多余電能儲存進蓄電池的過程。在穩(wěn)定性、持續(xù)性提供電力方面具備明顯優(yōu)勢。本文將從應用場景、成本優(yōu)勢、項目案例、控制原理、方案特點等方面詳細介紹光柴互補項目解決方案。

一、應用場景

國內(nèi)外很多偏遠或海島地區(qū)，電網(wǎng)覆蓋率不足以及電網(wǎng)不穩(wěn)定，會使用柴油發(fā)電，由于地方偏遠，一旦發(fā)電機出現(xiàn)故障，很難及時得到修復，必然會影響到工作和生活。其次，柴油發(fā)電機的噪音和污染也無法得到解決。

另一方面柴油發(fā)電不穩(wěn)定電能質(zhì)量不佳，易對負載造成沖擊。單純光伏發(fā)電又很難滿足實際負載需求。

而光柴互補具備的自動穩(wěn)壓功能，可改善光柴互補發(fā)電系統(tǒng)的供電質(zhì)量，當光伏發(fā)電不能滿足要求時，切換到柴油發(fā)電機，實現(xiàn)連續(xù)發(fā)電。

沙漠風光柴互補發(fā)電系統(tǒng)

荒漠光柴互補發(fā)電系統(tǒng)

所以光柴互補是可以解決上述問題很好方案，混合電源電站也有助于減少二氧化碳排放和降低發(fā)電成本。

二、度電成本對比

柴油發(fā)電成本較大。一般情況下柴油發(fā)電機組發(fā)電的轉(zhuǎn)化效率約為31%，以康明斯50Kw發(fā)電機為例：1kW消耗216g【{(216*發(fā)電機功率數(shù))/1000}*柴油每升價格】/發(fā)電機組功率數(shù)=每度電的柴油消耗根據(jù)現(xiàn)在0#柴油7.6元/升，大概每度電成本在1.6元左右，而光伏發(fā)電的度電成本目前基本在0.5元左右。

另外，柴油作為消耗品，價格也是與日俱增。項目后期運維方面光伏發(fā)電的維護較于柴油發(fā)電機也更簡便，費用也相應更為節(jié)省。更不論光伏發(fā)電對柴油機巨大的碳排放優(yōu)勢。

光柴互補示意圖

三、光柴互補項目案例

以固德威尼泊爾醫(yī)藥大學500kW光柴互補項目為例。

項目采用DEIF的全自動可持續(xù)能源控制器(ASC)，在可持續(xù)性發(fā)電設備和發(fā)電機組之間實現(xiàn)可靠，全集成式優(yōu)化連接。

ASC與DEIF功率管理系統(tǒng)技術(shù)完全兼容，采用模塊化設計，具有可擴展性和靈活性，支持離網(wǎng)，并網(wǎng)以及離網(wǎng)/并網(wǎng)組合等多種工作模式。它具有符合電網(wǎng)規(guī)范的斷路器控制，可持續(xù)電源快速關(guān)機，方向供電保護和市電失電保護等功能。光伏控制器ASC-4+ DEIF柴發(fā)控制器，可以實現(xiàn)功率管理的功能。

四、電站控制邏輯

1、在電網(wǎng)停電或離網(wǎng)狀態(tài)下，柴發(fā)模擬電網(wǎng)下，并網(wǎng)逆變器可以運行。

電站需要至少一臺柴油機組在線，需要設定柴油發(fā)電機組最小帶載功率。

負載小于光伏容量：

一臺柴油發(fā)電機組會以最小帶載功率運行，多余的負載由光伏供應;若負載小于柴油發(fā)電機組的最小帶載功率設定值，負載完全由柴油發(fā)電機組響應。

負載等于光伏容量：

一臺柴油發(fā)電機組會以最小帶載功率運行，帶載功率為柴油發(fā)電機組最小帶載功率設定值，剩余負載有光伏供應。

負載大于光伏容量：

一臺柴油發(fā)電機組會以最小帶載功率運行，剩余功率由光伏供應，負載大于光伏容量和一臺柴油發(fā)電機組最小帶載之和時，多余負載是由柴油發(fā)電機組來響應，柴油發(fā)電機組根據(jù)負載大小來啟停機組。

2、當負載突然變化時，柴油發(fā)電機組首先響應負載變化，通過控制器之間的通訊，系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。

五、方案的優(yōu)點

用混合太陽能供電系統(tǒng)可以達到可再生能源的更好的利用。

因為使用可再生能源的獨立系統(tǒng)通常是按照最壞的情況進行設計，因為可再生能源是變化的，不穩(wěn)定的，所以系統(tǒng)必須按照能量產(chǎn)生最少的時期進行設計。由于系統(tǒng)是按照最差的情況進行設計，所以在其他的時間，系統(tǒng)的容量是過大的。在太陽輻照最高峰時期產(chǎn)生的多余的能量沒法使用而浪費了。整個獨立系統(tǒng)的性能就因此而降低。如果最差月份的情況和其他月份差別很大，有可能導致浪費的能量等于甚至超過設計負載的需求。

具有較高的系統(tǒng)實用性。

在獨立系統(tǒng)中因為可再生能源的變化和不穩(wěn)定會導致系統(tǒng)出現(xiàn)供電不能滿足負載需求的情況，也就是存在負載缺電情況，使用混合系統(tǒng)則會大大的降低負載缺電率。

和單用柴油發(fā)電機的系統(tǒng)相比，具有較少的維護和使用較少的燃料。

較高的燃油效率。

在低負荷的情況下，柴油機的燃油利用率很低，會造成燃油的浪費。在混合系統(tǒng)中可以進行綜合控制使得柴油機在額定功率附近工作，從而提高燃油效率。

負載匹配更佳的靈活性。

使用混合系統(tǒng)之后，因為柴油發(fā)電機可以即時提供較大的功率，所以混合系統(tǒng)可以適用于范圍更加廣泛的負載系統(tǒng)，例如可以使用較大的交流負載，沖擊載荷等。還可以更好的匹配負載和系統(tǒng)的發(fā)電。只要在負載的高峰時期打開備用能源即可簡單的辦到。

有時候，負載的大小決定了需要使用混合系統(tǒng)，大的負載需要很大的電流和很高的電壓。如果只是使用太陽能成本就會很高。相信再過幾年到幾十年，當人類利用太陽能的技術(shù)很成熟的時候，這樣就有了無窮盡的能源供給社會的使用，再當下就需要研究者更加努力研究新技術(shù)。