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一種煤礦礦燈房光伏供電方案

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針對現(xiàn)有煤礦礦燈房傳統(tǒng)的供電方式存在電能消耗大的問題，本文給出了一種光伏供電解決方案。利用光伏發(fā)電技術(shù)，通過在礦燈房頂置光伏發(fā)電設(shè)備，將其作為獨(dú)立電源供礦燈充電使用，同時具有儲能作用，可實(shí)現(xiàn)礦燈房的可持續(xù)供電。該供電方法不僅能有效解決礦燈能耗問題，提高經(jīng)濟(jì)效益，還是一種綠色環(huán)保的可再生能源利用新形式。

礦燈房；供電方式；光伏發(fā)電

1 引言

在清潔能源使用的大力提倡下，太陽能作為一種純凈無污染的可再生能源已得到廣泛關(guān)注，為有效利用太陽能而產(chǎn)生的一種主要轉(zhuǎn)換方式即為光伏發(fā)電。由于我國大多數(shù)煤礦廠區(qū)常獨(dú)立建在較偏遠(yuǎn)地區(qū)，其中耗電量較大的礦燈房仍依靠接入電網(wǎng)供電，這種供電分布對電網(wǎng)而言較為分散，不利于節(jié)能降耗的供電要求。因此，為保證高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的電能使用，本文以煤礦礦燈房供電方式為研究對象，因地制宜，對原供電系統(tǒng)進(jìn)行改造，給出一種有效的光伏供電系統(tǒng)解決方案。

圖1 原礦燈充電架供電原理圖

圖2 接入光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)的礦燈供電原理圖

2 礦燈房原供電原理

在廠區(qū)中，通常由地面變電所的低壓控制柜輸出作為礦燈房的總接入電源，再通過礦燈充電架為礦燈進(jìn)行充電，如圖1所示為充電架的原理圖。

充電架的主回路采用C型飽和電抗器L進(jìn)行調(diào)壓，經(jīng)整流變壓器T，硅整流元件D1-3等輸出直流供礦燈充電使用?？刂苹芈穭t包括手動調(diào)節(jié)和自動恒壓控制兩種模式，其中手動部分可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過改變磁盤電阻器RM的阻值大小來改變飽和電抗器直流線圈中激磁電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓電流的調(diào)整；而自動恒壓功能則通過將電壓取樣信號與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，再經(jīng)放大、推動送至調(diào)整管Q1，由Q1改變飽和電抗器激磁電流的大小來實(shí)現(xiàn)。

3 接入光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)的礦燈供電原理

對原礦燈房供電方式進(jìn)行改造，利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，設(shè)計頂置光伏供電系統(tǒng)作為礦燈房的電能來源，這種方式可節(jié)省電費(fèi)開支，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

如圖2所示為接入光伏發(fā)電部分后的礦燈供電原理圖。圖2中，光伏發(fā)電部分主要由光伏組件構(gòu)成的光伏板、最大功率跟蹤MPPT控制器、充放電控制器、蓄電池組、逆變器等組成。礦燈房即作為此供電系統(tǒng)的充電負(fù)載。

此系統(tǒng)的基本工作原理為：光伏陣列在晴天光照下吸收能量，將太陽能轉(zhuǎn)換為電能對負(fù)載進(jìn)行供電，同時利用充放電控制器對蓄電池組進(jìn)行充電儲能；在陰天或夜晚時，則利用充放電控制器使蓄電池組釋放能量對直流負(fù)載進(jìn)行供電，同時供電給逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，給交流負(fù)載使用。

4 總結(jié)

本文首先對原礦燈房供電系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了簡單分析，在此基礎(chǔ)上給出利用光伏發(fā)電技術(shù)來改善其供電方式的方案，并分析了接入光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)后的礦燈供電系統(tǒng)的原理，該方法可就地解決礦燈房的供電問題，并且經(jīng)濟(jì)環(huán)保，具有較好的推廣應(yīng)用價值。

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劉多智（1972—），男，助理工程師，主要從事機(jī)電、電氣方面的工作。