风光互补发电系统在中国有广泛的应用前景

一 概述

随着人类社会的发展，人们对电的需求越来越广泛，但对居住在偏远地区的居民和一些特定的领域,采用电网供电难度大、成本高，从而导致我国仍有近千万居民没能用上电。在我国建设节约型社会、倡导和谐社会的今天，解决偏远地区居民的供电是当务之急的任务。利用了广泛的自然能源----风能和太阳能的风光互补发电系统是最合理的独立电源，它不仅成本远低于电网长距离小负荷供电，而且节约了常规能源，减少了污染。

风光互补发电系统在解决偏远地区居民的供电问题；解决农村公共设施照明和用电问题；解决高速公路信号及照明用电问题；解决边防哨所及海岛用电问题以及其它电网供电成本高的用户的用电问题上有广泛的应用前景。

本文将结合实际案例全面介绍风光互补发电系统的合理性和推广意义，为小型风力发电机和太阳能电池的广泛应用展现广阔的应用前景。

二 资源条件评价

太阳能是地球上一切能源的来源，太阳照射着地球的每一片土地。风能是太阳能在地球表面的另外一种表现形式，由于地球表面的不同形态（如沙土地面、植被地面和水面）对太阳光照的吸热系数不同，在地球表面形成温差，地表空气的温度不同形成空气对流而产生风能。因此，太阳能与风能在时间上和地域上都有很强的互补性。白天太阳光最强时，风很小，晚上太阳落山后，光照很弱，但由于地表温差变化大而风能加强。在夏季，太阳光强度大而风小，冬季，太阳光强度弱而风大。太阳能和风能在时间上的互补性使风光互补发电系统在资源上具有最佳的匹配性，风光互补发电系统是资源条件最好的独立电源系统。

光电系统是利用光电板将太阳能转换成电能，然后通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。风电系统是利用小型风力发电机，将风能转换成电能，然而通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对用电负荷供电的一套系统。

风力发电和太阳能发电系统都存在一个共同的缺陷，就是资源的不确定性导致发电与用电负荷的不平衡，风力发电和太阳能发电电系统都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但每天的发电量受天气的影响很大，会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这也是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。

由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，而且,风力发电机的成本远低于太

阳能电池,所以,风光互补发电系统的造价可以低于太阳能发电系统，系统成本趋于合理,系统可靠性会更高。

风光互补发电系统可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置，即可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价。无论是怎样的环境和怎样的用电要求，风光互补发电系统都可作出最优化的系统设计方案来满足用户的要求。应该说，风光互补发电系统是最合理的独立电源系统。

三 风光互补发电系统的合理配置

风光互补发电系统由太阳能光电板、小型风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要。一般来说，系统配置应考虑以下几方面因素：

1、 用电负荷的特征

发电系统是为满足用户的用电要求而设计的，要为用户提供可靠的电力，就必须认真分析用户的用电负荷特征。主要是了解用户的最大用电负荷和平均日用电量。 最大用电负荷是选择系统逆变器容量的依据，而平均日用电量则是选择风力机及光电板容量和蓄电池组容量的依据。

2、太阳能和风能的资源状况

项目实施地的太阳能和风能的资源状况是系统光电板和风力机容量选择的另一个依据，一般根据资源状况来确定光电板和风力机的容量系数，在按用户的日用电量确定容量的前提下再考虑容量系数，最后确定光电板和风力机的容量。

3.系统产品的性能和质量要求

风光互补发电系统包括风力发电机,太阳能电池,蓄电池,系统控制器和逆变器等部件,每个部件的故障都会导致发电系统不能正常供电,所以,选择性能和质量好的部件产品是保证风光互补发电系统正常供电的关键.总之，风光互补发电系统是最合理的独立电源系统，这种合理性表现在资源配置最合理，技术方案最合理，性能价格比最合理。正是这种合理性保证了风光互补发电系统的高可靠性。