基于“渔光互补”在绍兴水产养殖应用中的研究

基于“渔光互补”在绍兴水产养殖应用中的研究
在工业化不断发展的今天，随着人类活动范围的扩大，“三污”问题日益凸显，尤其是近年来的雾霾天气使得人们认识到污染对人类的危害，促使一些人不断探索新的能源与新的生产方式，本文将结合新能源与绿色养殖进行“渔光互补”的研究。

“渔光互补”是指在河网汇集的地区架设光伏组件，利用水面上的光伏组件发电、水下进行水产养殖的发电模式。

近年来，绍兴市全市各地在加大渔业基础设施的建设的同时，优化水产养殖结构，当前已有1.10万余亩的水产养殖区域，在日照时数达1890小时/年的区域，利用太阳能光伏发电可以实现效益能源的一举多得。

对于喜阴不喜阳的一些水产品，如甲鱼、鲥鱼、大闸蟹、中华鳖等还能够利用放置的太阳能电池板为其提供遮阴活动的场所，在提高经济效益的同时，还可以并网发电，同时为该片区域的水面氧气装置提供电源。

一、太阳能光伏电源系统的原理及组成
太阳能电池发电系统是利用以光生伏特效应原理制成的太阳能电池，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，主要有电池方阵、控制器及相关监测与保护装置等组成，该系统的组成如图1所示。

1.太阳能电池方阵：
太阳能电池单体是系统中光电转换的最小单元体。

由于电池单体工作电流小、电压低，因此在使用时将多个太阳能电池单体进行串、并联组合封装，再把这些封装过的组件安置在固定的支架上，这样就形成基本的太阳能电池方阵，如图2所示。

安装时要考虑方位角与倾斜角。

2.充放电控制器：
作为光伏系统必不可少的部件充放电控制器，在图2 太阳能电池方阵
进行功率的调节时，采用高速CPU微处理器以及高精度A/D模数转换器进行控制，能够有效防止过充电及过放电电流对蓄电池组的损坏，并延长蓄电池的使用寿命。

3.蓄电池组：
系统电能的存储是由蓄电池组完成的，在无法接受太阳能等的阴雨天或夜晚时，可以用蓄电池组供给负载进行工作。

有两类太阳能蓄电池是国内目前使用比较广泛的，分别是胶体蓄电池和铅酸免维护蓄电池，这两种蓄电池组不仅为太阳
能电源系统正常运行提供可靠的保证，而且也非常适合在一些边远地区或无人值守的场所使用。

4.直/交流逆变器：
在光伏发电系统中，直流电是由太阳能电池或蓄电池提供的，对于交流负载，则无法进行正常工作，必须要有一个将直流电转换为交流电、驱动负载工作的转换装置。

直/交流逆变器的功能就是将蓄电池组的直流电变换成交流电，为负载供电。

在运行方式上有独立运行逆变器和并网逆变器两种之分。

为独立负载供电的是独立运行；另一个是并网逆变，将发出的电能回送到电网。

与电网相连时，逆变器既要能够满足电网电能质量又要防止孤岛效应等。

5.监测与保护装置：
为保证系统的正常运行，对一些参数数据等要进行测量与监控，如蓄电池的电压和充放电电流等参数的测控，对于太阳能辐射量、环境温度及充放电电量这些参数，在要求较高的场合下也要测控，在智能化的太阳能电池发电系统中“数据的采集和监控”也有体现。

另外，为保证整个系统的正常运行还配备一些过流、过压、防雷措施。

二、渔光互补发电系统
由于河网环节的错综复杂，本渔光互补发电系统按照1MWp项目的太阳能光伏并网发电系统进行设计，系统按照分块发电的原则，将系统划分为100KW 的10个单元的组合，再将各个发电单元进行并网组合，组合时先接入到0.4KV 低压配电柜端，经升压装置升到高压为10KV，最终再集中把该系统并网到10KV 的交流电网中进行配送。

白天高温时一部分电能直接应用于制氧机的供给电源。

在系统中，采用180Wp的单晶硅电池组件，光伏阵列的组成上采用串并联形式的16块电池组件，按照100KW而实际功率为100.8KWp的单元，电池组件的配置则需要560块。

整个发电系统所需配置的电池组件数量也就达5600块。

在整个施工过程中，要使太阳能电池方阵与水面保持一定的高度，避免雨水过多时，水面对电池的腐蚀。

三、结论
依照光伏元件的使用寿命为25年，在有效的运营期内1MWp太阳能光伏发电系统的年平均发电量为100万千瓦时，一度电按1.2～1.4元的收购价格来看，靠发电的营业收入可达120～140万元/年，10年左右可以收回成本。

正常情况下的火力发电，每生产1度电所释放出的二氧化碳量大约为0.9公斤，而用太阳能发电与火力发电相比，则实现了零排放，同样的10兆瓦发电量相比，太阳能发电每年减少碳排放将近10000吨，二氧化硫300吨。

此外，还可以为本地的渔业生产提供更多的品种，满足人们的日常需求。

增加养殖的收益。

“渔光互补”的研究与推广对于建设绿色、生态、美丽绍兴具有十分重要的战略意义。

参考文献：
[1]林航，陈晓明. 变电站光伏直流系统的研究与应用[J].安徽电力，2008年04期.
[2]沈晨，陈晓明. 30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行[J].安徽电力，2009年02期.
[3]包文俊，黄长杰.24V/5A太阳能控制器设计[J].安徽建筑，2006年04期.
[4]傅定文，韩莉娅，庄勇，谢建.新型智能化太阳能光伏控制器的研究与应用分析[J].阳光能源，2009年05期.。