微電網之風力發電機與電池儲能

Share |

閱讀心得： 文中介紹了一些再生能源混和發電供給負載的概念，其實就是微電網的概念(Micro Grid)，未來應該會是朝向所謂分散式發電系統(Distributed Generator)的方向，不過這個部分還有很多所謂的標準(IEEE1547...等)尚未制訂完成，未來還有一段路要走。其實文中應該還要考慮當突然有大負載時，如何能在短時間內提供Power，例如加個超級電容或飛輪電池等。

資料來源：http://blog.roodo.com/energytech/archives/10309939.html

圖一:結合釩電池及風力發電機的發電系統~VRB Power system

     風力發電機發電後,可以選擇將電力併入電網,或者也可以直接將電力輸出給負載使用,用不完的電力再儲存起來。

     當然也可以選擇將風力發電機發出的電力直接先儲存起來,然後在需要用電的時候再拿出來使用。

     儲存電力的方式可以根據不同的發電規模與用電需要來選擇,還有不同的成本等考慮因素來選擇。

     圖一我們介紹加拿大VRB Power system提出的將釩氧化還原電池運用在風力發電系統的相關專利。在2009年第一季北京普能世纪科技有限公司收購了VRB Power system專利與技術人員等資產。

     基本上釩氧化還原電池作為儲能電池使用有一些優點：包括了釩電池的結構簡單、材料價格相對便宜、電解液可以循環使用，電池成本有競爭力;釩電池沒有環保的問題;另外功率大、壽命長、可以支持大電流充放電。

     

圖二:風力及太陽能發電控制裝置~陳木坤,鄭超元

      圖二介紹了聖約翰大學鄭教授獲得的風力及太陽能發電控制裝置的發明專利,該項專利概念很簡單,就是如果我們要將風力發電機與太陽能發電裝置結合成為單一的具有儲能功能的系統的時候,可以選擇採用具有微處理器控制系統,與雙電池組的組合方式!

       此項組合方式的優點是可以提高電池的充電效率,也可以提升電力的儲存量與儲存的可靠度。

圖三:最大功率追蹤功能的風機電池充電方法~高應大

     本篇文章的第三項專利發明要介紹的是國立高雄應用科技大學周宏亮教授等提出的"具最大功率追蹤功能之風力發電機之電池充電方法"。

      該方法混合與改良了習用的發電機發電與電池充電系統有關的最大功率追蹤方法,試圖更有效的提高風力發電機儲能系統中的電池充電效率。

      簡單介紹,周教授依照了風力發電機輸出功率與充電電池的充電狀態,區分出五種工作模式! 其中,當環境風力小時,風機發電量小,就將電力穩定的輸出給電池充電。

     當環境風力較大,而風機發電量也大,但風機輸出功率仍比小於負載與電池最大脈衝充電功率總和的時候,執行該最大功率追蹤功能,且採用脈衝充電方法!

     但是,如果風力發電機的輸出功率大於負載功率及電池最大脈衝充電功率總和的時候,就停止運作最大功率追蹤功能,同時讓風機輸出功率維持穩定在負載功率及電池最大脈衝充電功率總和。

     一旦電池的電壓高於預定電壓值,就依照電池的電壓狀態,分別採取執行定電壓或定電流與定電壓的充電模式。