风光互补发电技术的特点分析

风光互补发电技术即所谓风光互补，简而言之，是指将风力发电和光伏发电组合起来构成发电系统。对于新能源领域的研究者和投资者来说，利用太阳能电池将太阳能转换成电能的光伏发电系统，虽然清洁，但造价相对较高，且受日照时间影响；而风电系统虽然系统造价低，运行维护成本低，但质量可靠性也相对较差。将两者相结合，却能互补所短，各扬所长。然而，风光互补发电技术并不是简单地将风能和太阳能相加就可以，其间还涉及一系列复杂的技术数据计算与系统设计。在风光互补发电技术的推广应用中，竞争的关键是综合配置能力。寻找最佳匹配方案需做大量的研究工作，反复推算、演示，进行市场调研，选配组件、组装等，来构成最佳匹配的方案，以实现风能和太阳能的无缝对接，有光照的时候通过太阳能电池将光能转换为电能，有风的时候利用风机发电，二者均无的时候，负载可以利用蓄电池储备的电能工作。

风光互补发电技术结合了小型风电技术和太阳能光伏技术，综合了各种应用领域的新技术，其涉及的领域之多、应用范围之广、技术差异化之大，是各种单独技术所无法比拟的。

风力发电和太阳能光伏发电两者完美的组合，为两种新能源的规模化、产业化、市场化奠定了基础，早期中小型风力发电机组在偏远地区应用，因自然条件好、成本低、造型不要求美观、技术要求不高。当转入经济发达的地区使用，自然条件相对较差，产业化较低，技术要求高，成本相对较高，造型要求美观。随着应用范围的不断扩大，因地区环境差异和需求差异较大，对风光互补发电技术的要求不断提高，如低风速启动、低电压储能、抗强台风、抗盐雾腐蚀、智能化控制等一系列技术不断的提上开发的日程。

风电和光电系统都存在由于资源的不确定性导致发电与用电负荷的不平衡问题.风电和光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或过充状态，这也是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。

利用风能和太阳能具有的互补性，开发风光互补发电系统，可以弥补太阳能和风能相互之间的不足。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成为最佳匹配的可能性，采用风光互补技术，可以在一定程度上减少太阳能电池组件容量，并降低了发电系统的成本。价格低、性能稳定的风光互补发电系统比单一能源的太阳能或风能发电更加容易被用户所接受，更利于推广。

早期的风光互补发电系统仅是简单地将风力发电系统和太阳能发电系统组合在一起，并没有考虑系统匹配、优化等问题。要进行风光互补发电系统设计、充分发挥风光互补发电的优势，首先要调查当地太阳能和风能资源状况，然后在基础资源数据的基础上，对风光互补发电系统进行优化设计，风光互补发电系统建成后，对其进行系统匹配测试和发电量等性能参数的实际测试，并进行评价。(www.xing528.com)

风光互补发电系统的光伏发电单元采用所需规模的太阳能电池将太阳能转换为电能，风力发电单元利用小型风力发电机将风能转换为电能，并通过智能管理单元对蓄电池充电、放电进行统一管理，为负载提供稳定可靠的电力供应。两个发电单元在能源的采集上互相补充，同时又各具特色。

根据不同地区的风能、太阳能资源，以及不同的用电需求，用户可配置不同的风光互补发电模式，从理论上讲，利用风光互补发电，设计上以风电为主，光电为辅是最佳匹配方案，前提是，要做到风能和太阳能的无缝对接，要做到无缝对接转换，也就是不停电，同时要能抵抗恶劣天气，安全性能好。并且，还要考虑应用地区的气候、日照时间、最高最低风速、噪声等一系列外部因素，优化配置风力发电机和太阳能电池。以提高大阳能和风能的连续工作能力，一方面降低设备制造成本，另一方面，要使自然能源利用时间加长，减少使用蓄电池的时间，提高蓄电池使用寿命。

目前，国外在风光互补发电系统的设计上，主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配法，即在不同辐射和风速下对应的太阳能电池阵列的功率和风力发电机的功率和大于负载功率，并实现系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的太阳能电池阵列的发电量和风力发电机的发电量之和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。目前，国内在风光互补发电系统进行研究的领域有风光互补发电系统的优化匹配计算、系统优化控制等。

在国内外市场上，常见的风光互补系统主要有两种用途，一种是风光互补发电独立系统，大多应用在远离电网或不利于铺设供电线路的地区，这种绿色环保的电能给这种地区的人们的生产和生活水平带来很大的提高。另一种是风光互补LED路灯，在这些灯具上大多采用泄荷电阻进行单一的制动，风力过大时通过在风力发电机的输出端接入泄荷电阻，以减小风力发电机风轮的转速来达到控制飞车的目的。这样的被动制动效果不稳定，控制器或泄荷电阻一旦出现故障，就不能达到制动的目的。