一 概述

隨著人類社會的發(fā)展，人們對電的需求越來越廣泛，但對居住在偏遠(yuǎn)地區(qū)的居民和一些特定的領(lǐng)域,采用電網(wǎng)供電難度大、成本高，從而導(dǎo)致我國仍有近千萬居民沒能用上電。在我國建設(shè)節(jié)約型社會、倡導(dǎo)和諧社會的今天，解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民的供電是當(dāng)務(wù)之急的任務(wù)。利用了廣泛的自然能源----風(fēng)能和太陽能的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是最合理的獨(dú)立電源，它不僅成本遠(yuǎn)低于電網(wǎng)長距離小負(fù)荷供電，而且節(jié)約了常規(guī)能源，減少了污染。

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在解決偏遠(yuǎn)地區(qū)居民的供電問題；解決農(nóng)村公共設(shè)施照明和用電問題；解決高速公路信號及照明用電問題；解決邊防哨所及海島用電問題以及其它電網(wǎng)供電成本高的用戶的用電問題上有廣泛的應(yīng)用前景。

本文將結(jié)合實(shí)際案例全面介紹風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的合理性和推廣意義，為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池的廣泛應(yīng)用展現(xiàn)廣闊的應(yīng)用前景。

二 資源條件評價(jià)

太陽能是地球上一切能源的來源，太陽照射著地球的每一片土地。風(fēng)能是太陽能在地球表面的另外一種表現(xiàn)形式，由于地球表面的不同形態(tài)（如沙土地面、植被地面和水面）對太陽光照的吸熱系數(shù)不同，在地球表面形成溫差，地表空氣的溫度不同形成空氣對流而產(chǎn)生風(fēng)能。因此，太陽能與風(fēng)能在時(shí)間上和地域上都有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。白天太陽光最強(qiáng)時(shí)，風(fēng)很小，晚上太陽落山后，光照很弱，但由于地表溫差變化大而風(fēng)能加強(qiáng)。在夏季，太陽光強(qiáng)度大而風(fēng)小，冬季，太陽光強(qiáng)度弱而風(fēng)大。太陽能和風(fēng)能在時(shí)間上的互補(bǔ)性使風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上具有最佳的匹配性，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是資源條件最好的獨(dú)立電源系統(tǒng)。

光電系統(tǒng)是利用光電板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，然后通過控制器對蓄電池充電，最后通過逆變器對用電負(fù)荷供電的一套系統(tǒng)。風(fēng)電系統(tǒng)是利用小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，然而通過控制器對蓄電池充電，最后通過逆變器對用電負(fù)荷供電的一套系統(tǒng)。

風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)都存在一個(gè)共同的缺陷，就是資源的不確定性導(dǎo)致發(fā)電與用電負(fù)荷的不平衡，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電電系統(tǒng)都必須通過蓄電池儲能才能穩(wěn)定供電，但每天的發(fā)電量受天氣的影響很大，會導(dǎo)致系統(tǒng)的蓄電池組長期處于虧電狀態(tài)，這也是引起蓄電池組使用壽命降低的主要原因。

由于太陽能與風(fēng)能的互補(bǔ)性強(qiáng)，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補(bǔ)了風(fēng)電和光電獨(dú)立系統(tǒng)在資源上的缺陷。同時(shí)，風(fēng)電和光電系統(tǒng)在蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)是可以通用的，而且,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的成本遠(yuǎn)低于太

陽能電池,所以,風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)可以低于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)成本趨于合理,系統(tǒng)可靠性會更高。

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的用電負(fù)荷情況和資源條件進(jìn)行系統(tǒng)容量的合理配置，即可保證系統(tǒng)供電的可靠性，又可降低發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)。無論是怎樣的環(huán)境和怎樣的用電要求，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)都可作出最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案來滿足用戶的要求。應(yīng)該說，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是最合理的獨(dú)立電源系統(tǒng)。

三 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的合理配置

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光電板、小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、系統(tǒng)控制器、蓄電池組和逆變器等幾部分組成，發(fā)電系統(tǒng)各部分容量的合理配置對保證發(fā)電系統(tǒng)的可靠性非常重要。一般來說，系統(tǒng)配置應(yīng)考慮以下幾方面因素：

1、 用電負(fù)荷的特征

發(fā)電系統(tǒng)是為滿足用戶的用電要求而設(shè)計(jì)的，要為用戶提供可靠的電力，就必須認(rèn)真分析用戶的用電負(fù)荷特征。主要是了解用戶的最大用電負(fù)荷和平均日用電量。 最大用電負(fù)荷是選擇系統(tǒng)逆變器容量的依據(jù)，而平均日用電量則是選擇風(fēng)力機(jī)及光電板容量和蓄電池組容量的依據(jù)。

2、太陽能和風(fēng)能的資源狀況

項(xiàng)目實(shí)施地的太陽能和風(fēng)能的資源狀況是系統(tǒng)光電板和風(fēng)力機(jī)容量選擇的另一個(gè)依據(jù)，一般根據(jù)資源狀況來確定光電板和風(fēng)力機(jī)的容量系數(shù)，在按用戶的日用電量確定容量的前提下再考慮容量系數(shù)，最后確定光電板和風(fēng)力機(jī)的容量。

3.系統(tǒng)產(chǎn)品的性能和質(zhì)量要求

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī),太陽能電池,蓄電池,系統(tǒng)控制器和逆變器等部件,每個(gè)部件的故障都會導(dǎo)致發(fā)電系統(tǒng)不能正常供電,所以,選擇性能和質(zhì)量好的部件產(chǎn)品是保證風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)正常供電的關(guān)鍵.總之，風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是最合理的獨(dú)立電源系統(tǒng)，這種合理性表現(xiàn)在資源配置最合理，技術(shù)方案最合理，性能價(jià)格比最合理。正是這種合理性保證了風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的高可靠性。