依靠分布式風力發電製氫並存儲的住宅能源係統

據文獻記載，風力產生動力已不是新資訊，風車的曆史可以追溯到公元前200年(nian)。從(cong)剛(gang)開(kai)始(shi)的(de)小(xiao)規(gui)模(mo)內(nei)嚐(chang)試(shi)利(li)用(yong)風(feng)能(neng)，到(dao)如(ru)今(jin)發(fa)展(zhan)成(cheng)為(wei)多(duo)兆(zhao)瓦(wa)的(de)生(sheng)產(chan)機(ji)器(qi)，風(feng)力(li)發(fa)電(dian)已(yi)經(jing)走(zou)入(ru)人(ren)們(men)的(de)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)。隨(sui)著(zhe)科(ke)技(ji)進(jin)步(bu)，相(xiang)較(jiao)以(yi)往(wang)的(de)任(ren)何(he)方(fang)法(fa)
，風(feng)力(li)發(fa)電(dian)的(de)方(fang)法(fa)都(dou)能(neng)更(geng)有(you)效(xiao)的(de)使(shi)用(yong)能(neng)源(yuan)。現(xian)如(ru)今(jin)
，人(ren)們(men)也(ye)正(zheng)努(nu)力(li)試(shi)圖(tu)在(zai)更(geng)大(da)範(fan)圍(wei)內(nei)從(cong)風(feng)力(li)資(zi)源(yuan)中(zhong)收(shou)集(ji)清(qing)潔(jie)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)，但(dan)對(dui)於(yu)那(na)些(xie)中小型風電係統……難道我們就應該扔下不管了嗎？

風力發電的利用方式主要有兩類：一類是獨立運行供電係統，即在電網未能通達的偏遠地區
，如高山、草原和海島等
，用小型風力發電機為蓄電池充電 , 再通過逆變器轉換成交流電向終端用戶供電
；或者采用中型風電機與柴油發電機或光伏太陽電池組成混合供電係統 , 可解決小的社區用電問題。另一類是作為常規電網的電源並網運行，此類商業化機組單機容量較大
，目前已達到了MW級，既可以單獨並網，也可以由多台，甚至成百上千台組成風電場。

除了考慮到中小型風電的環境效益


，也許最好的方案是將渦輪機納入到人居區中，提高風力發電的靈活性，以便於其獨立、輕鬆的把風能集成到混合動力係統中
，與太陽能發電係統（或是石油，如果需要可以降低它的一些影響）或儲氫係統一起工作。除此以外，分布式的中小型風電還具有就近入網、就地消納，不需要電網的遠距離輸送等優勢。

國網能源研究院新能源研究所所長李瓊慧日前表示，考慮到調整能源結構的需求，大力發展分布式能源勢在必行，預計到2020年
，我國各類分布式能源的發展總裝機有望達到1.3億千瓦(http://news.bjx.com.cn/html/20110117/267365.shtml)。

最近開發的風力-氫氣轉換和存儲的技術為分布式能源的發展提供了一個合理的合作模式。為此，美國國家可再生能源實驗室（NREL）在美國科羅拉多國家風力技術中心還發起了一個風力—氫氣（wind2H2）的示範項目。該項目把渦輪機與風力—氫氣轉換器的電解槽相連
，利用風能產生的電力把水分解成氫氣和氧氣
，氫氣可被儲存並隨後被用於內燃機或燃料電池中發電（www.nrel.gov）。jiuxiaoguimodefenbushifenglifadiandejiazhieryan

，zhegefanganshikexingde。liru，laizidongoudexiangmukaifashang，liyongqingqifashengqiheranliaodianchiyikaifaleyigefenbushideshuzihuashequfengdianxiangmu。

在美國能源部能量效率與可再生能源辦公室的一個關鍵組成部分——燃料電池技術部，相關人員正努力尋找涉及到家庭氫氣係統h-prize*潛在競爭力的相關信息，這也將進一步促進h-prizejishuzaishangyeqingnenglingyudeyingyong。zhexiexitongjiangbeishejiyonglaichanshengqingqi
，weixianyouzhuzhaitigongcheliangjiaqingzhandepeitaojichusheshidejianshe，zheshidetaqianzaidejingjijiazhijiangdadaoyibaiwanmeiyuan。

圖示1為一個係統耦合的分布式小型風力發電機—zhiqingshebei
，takeyitigongyigegaoxiao，huanbao，youhaodezonghejiejuefangan，tigongcunchuhejiayoudexitong。youyufengnengzaiziranjiezhongdejianxiexing
，yizhiyilaichucunwentidoumeiyoudedaoyouxiaodejiejue，gaishebeideyanfazhenghaotianbulegailingyujishushangdekongbai，bingyoukenengzaifenglijiaoxiaodeshihoutigongchixudedongli。

圖1 利用風力發電並存儲的住宅能源係統

渦wo輪lun機ji規gui模mo的de大da小xiao，完wan全quan取qu決jue於yu項xiang目mu的de設she計ji和he建jian造zao需xu求qiu。運yun用yong有you效xiao地di技ji術shu，和he大da的de渦wo輪lun機ji一yi樣yang，中zhong小xiao型xing風feng力li渦wo輪lun機ji也ye可ke以yi提ti供gong許xu多duo相xiang同tong的de好hao處chu。事shi實shi上shang，在zai係xi統tong的de使shi用yong周zhou期qi中zhong，風feng力li小xiao的de情qing況kuang下xia
，風feng力li渦wo輪lun機ji每mei千qian瓦wa小xiao時shi耗hao能neng（千瓦時）可以比小型光伏發電和一些小型水力發電更便宜（www.ruralelec.org）。就2011年來看，美國風能協會估計，在美國，小型風力發電機的成本是6040美元/千瓦，同比2010年增加11%（www.awea.org）。當然，前期用戶和社區需要支付一定的費用
，但在某些情況下
，項目可以向政府或私人業主尋求幫助。（注：幾乎每一個國家都在獎勵可用的方案，詳細參照www.dsireusa.org。）就中國國內而言

，國家大力推動可再生能源分布式應用的政策緊鑼密鼓的出台，2012年國家能源局8月6日正式發布其組織製定的《可再生能源發展“十二五”規劃》、國務院新聞辦公室2012年10月24日發表《中國的能源政策(2012)》白皮書
、 2013年1月1日國務院印發《能源發展“十二五”規劃》，足見國家對於新能源分布式發展的鼓勵趨勢日漸明顯。

利用風能工作

分(fen)布(bu)式(shi)社(she)區(qu)風(feng)能(neng)項(xiang)目(mu)通(tong)常(chang)建(jian)於(yu)相(xiang)鄰(lin)的(de)一(yi)個(ge)或(huo)幾(ji)個(ge)社(she)區(qu)
，以(yi)便(bian)於(yu)直(zhi)接(jie)為(wei)最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)能(neng)量(liang)。社(she)區(qu)的(de)能(neng)源(yuan)需(xu)求(qiu)決(jue)定(ding)了(le)建(jian)設(she)的(de)電(dian)力(li)規(gui)模(mo)
，但(dan)這(zhe)通(tong)常(chang)是(shi)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)，這(zhe)些(xie)項(xiang)目(mu)是(shi)由(you)幾(ji)個(ge)單(dan)一(yi)的(de)小(xiao)型(xing)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)組(zu)成(cheng)，風機一般配備50KW以下的高效
、低維護的中小風機即可，該係統適用於人居區
，主要麵向社區、小型農莊及現代農業。同時，對於稍大型分布式風電係統的需求
，也可配備便於用戶側接入的末端友好型1.5MW風機，主要用於解決區域風供熱
，主要針對的是三北地區的冬季供暖問題。到目前為止，該項目已經實現在住宅
、農業、商業和公共部門等領域的推廣應用。

• 農業

現(xian)在(zai)的(de)農(nong)場(chang)往(wang)往(wang)充(chong)滿(man)各(ge)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)拖(tuo)拉(la)機(ji)和(he)收(shou)割(ge)機(ji)甚(shen)至(zhi)小(xiao)飛(fei)機(ji)。這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)能(neng)源(yuan)的(de)消(xiao)費(fei)者(zhe)，在(zai)農(nong)場(chang)經(jing)營(ying)方(fang)麵(mian)，自(zi)持(chi)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)作(zuo)為(wei)理(li)想(xiang)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可(ke)以(yi)抵(di)消(xiao)一(yi)部(bu)分(fen)電(dian)力(li)費(fei)用(yong)。此(ci)外(wai)，美(mei)國(guo)農(nong)業(ye)部(bu)還(hai)提(ti)供(gong)了(le)各(ge)種(zhong)資(zi)助(zhu)和(he)通(tong)過(guo)美(mei)國(guo)農(nong)業(ye)部(bu)鄉(xiang)村(cun)能(neng)源(yuan)補(bu)貼(tie)計(ji)劃(hua)獲(huo)取(qu)其(qi)他(ta)資(zi)金(jin)的(de)機(ji)會(hui)。除(chu)了(le)農(nong)業(ye)，農(nong)民(min)還(hai)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)出(chu)售(shou)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)機(ji)多(duo)餘(yu)的(de)能(neng)量(liang)到(dao)當(dang)地(di)電(dian)網(wang)來(lai)找(zhao)到(dao)新(xin)的(de)利(li)潤(run)來(lai)源(yuan)。

• 農村社區

農(nong)村(cun)，尤(you)其(qi)是(shi)偏(pian)遠(yuan)的(de)社(she)區(qu)和(he)企(qi)業(ye)
，可(ke)以(yi)建(jian)立(li)並(bing)且(qie)共(gong)享(xiang)社(she)區(qu)風(feng)電(dian)項(xiang)目(mu)
，從(cong)而(er)節(jie)省(sheng)電(dian)力(li)傳(chuan)輸(shu)的(de)基(ji)礎(chu)設(she)施(shi)建(jian)設(she)。一(yi)般(ban)意(yi)義(yi)上(shang)來(lai)說(shuo)，小(xiao)型(xing)社(she)區(qu)能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)共(gong)同(tong)決(jue)策(ce)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)投(tou)資(zi)和(he)建(jian)立(li)這(zhe)個(ge)係(xi)統(tong)。在(zai)此(ci)，混(hun)合(he)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)作(zuo)出(chu)重(zhong)大(da)的(de)貢(gong)獻(xian)，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)方(fang)麵(mian)。例(li)如(ru)
，如(ru)果(guo)裝(zhuang)備(bei)了(le)適(shi)合(he)的(de)氫(qing)氣(qi)發(fa)生(sheng)器(qi)和(he)儲(chu)罐(guan)
，存(cun)儲(chu)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)進(jin)一(yi)步(bu)實(shi)現(xian)穩(wen)定(ding)的(de)能(neng)源(yuan)供(gong)給(gei)，居(ju)民(min)們(men)可(ke)以(yi)悠(you)閑(xian)的(de)享(xiang)受(shou)鄉(xiang)村(cun)生(sheng)活(huo)而(er)不(bu)必(bi)擔(dan)心(xin)能(neng)源(yuan)成(cheng)本(ben)和(he)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)。

• 城市社區

針zhen對dui基ji礎chu設she施shi發fa達da的de城cheng區qu，風feng力li渦wo輪lun機ji似si乎hu隻zhi是shi提ti供gong一yi個ge輔fu助zhu作zuo用yong。然ran而er，在zai不bu久jiu的de將jiang來lai，用yong氫qing驅qu動dong的de公gong共gong交jiao通tong係xi統tong即ji將jiang建jian立li，加jia氫qing站zhan的de建jian設she將jiang成cheng為wei必bi要yao項xiang目mu並bing且qie廣guang受shou歡huan迎ying。對dui此ci，小xiao型xing風feng力li渦wo輪lun機ji可ke以yi輔fu助zhu電dian解jie製zhi氫qing設she備bei完wan成cheng製zhi氫qing流liu程cheng。

• 商業

根gen據ju商shang業ye領ling域yu能neng量liang消xiao耗hao大da的de特te點dian，商shang業ye區qu的de風feng能neng項xiang目mu都dou應ying該gai設she計ji和he配pei備bei比bi普pu通tong項xiang目mu要yao大da的de風feng力li渦wo輪lun機ji。目mu的de不bu僅jin是shi為wei了le產chan生sheng足zu夠gou的de能neng量liang來lai滿man足zu商shang業ye需xu求qiu
，還hai可ke以yi把ba一yi些xie多duo餘yu的de能neng量liang出chu售shou給gei公gong共gong事shi業ye公gong司si。雖sui然ran大da型xing設she備bei成cheng本ben較jiao高gao，但dan相xiang對dui於yu較jiao小xiao的de係xi統tong，大da型xing設she備bei每mei千qian瓦wa時shi的de成cheng本ben也ye有you相xiang應ying的de降jiang低di。

除此之外，在建設環保工程、開發低成本能源、baozhangnengyuananquanhecujinjingjizengchangfangmian，fenbushishequfengnengxiangmuyedouyouzhefahuizhongdagongxiandeqianli。duiyuyigetedingdedidianhuoshequlaishuo
，xiaoxingfengdianxiangmujuyougoujianlinghuoyijijiehehunhedonglixitongyunxingdetedian。zailixiangdeqingkuangxia
，zhenduijianxiexingfengnengdeliyonghaiyingjiaqiangxiaoxingfengliwolunjidekaifa
，yingjinyibujianhuahejichengzhexiewolunjideanzhuang
，weixiuhecaozuofuwu，baozhangzairenhefengliqingkuangxiacunchuxitongdezhengchangwendingdeyunzuo。

*h-prize的目的是為了通過提供獎勵，進一步加快研究、開發以及建設氫能和燃料電池技術的示範項目，並且推進其商業應用程序。目前h-prize由氫教育基金會（HEF）為能源部進行管理。

公司介紹：安思卓（南京）新能源有限公司是世界第一個能將不穩定的可再生能源完全高效轉化為氫能進行存儲和再利用的公司
，其主營業務為風力、太(tai)陽(yang)能(neng)等(deng)新(xin)能(neng)源(yuan)製(zhi)氫(qing)儲(chu)能(neng)，利(li)用(yong)富(fu)餘(yu)的(de)可(ke)再(zai)生(sheng)新(xin)能(neng)源(yuan)製(zhi)備(bei)氫(qing)氣(qi)。公(gong)司(si)在(zai)製(zhi)氫(qing)和(he)儲(chu)氫(qing)方(fang)麵(mian)擁(yong)有(you)多(duo)項(xiang)國(guo)際(ji)領(ling)先(xian)水(shui)平(ping)的(de)專(zhuan)利(li)技(ji)術(shu)，產(chan)品(pin)可(ke)以(yi)在(zai)各(ge)種(zhong)惡(e)劣(lie)和(he)不(bu)穩(wen)定(ding)環(huan)境(jing)下(xia)實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)生(sheng)產(chan)。公(gong)司(si)與(yu)美(mei)國(guo)最(zui)大(da)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)實(shi)驗(yan)室(shi)（國家可再生能源實驗室NREL）合作多年，核心技術已成功申請多項美國國家專利。經過多年發展
，公司已經在世界100多個國家和地區建立了客戶關係網絡
，目前已成為世界上最大的氫能源公司之一。公司在美國擁有6條國際先進水平的柔性設備生產線，可以加工各種苛刻要求的定製製氫設備。安思卓（南京）新能源有限公司參與國家科技部“863科技計劃”
，填補了中國新能源儲能市場的空白。

作者/Nick Ni、宋江濤
、蔣晨芸 【摘自安思卓（南京）新能源公司】