风光互补发电系统的应用与发展研究

风光互补发电系统的应用与发展研究
作者：邵琳马兆佳
来源：《科学与财富》2015年第15期
摘要：随着社会经济的快速发展，环境保护得到了广泛的关注，在此背景下，可再生能源的高效与综合利用十分重要。

当前，太阳能与风能作为可再生能源，二者的应用具有广泛性，同时二者的应用具有一定的互补性，因此，风光互补发电系统随之出现，该系统的建立是合理的、经济的、高效的。

本文主要研究了风光互补发电系统的应用与发展，旨在全面发挥可再生能源的作用。

关键词：风光互补发电系统；应用；发展
引言：在人们生活与生产过程中，能源扮演着重要的角色，它是社会进步、经济发展的可靠物质保障。

在人类社会发展进程中，石油、煤炭与天然气是能源体系中的重要成员，但此类燃料在使用过程中，造成了严重的污染问题，破坏着生态系统的平衡。

近几年，世界范围内均十分关注能源的应用，可再生能源作为清洁、高效、无污染能源，满足了人们的环保要求，同时也符合经济发展的需要。

在此背景下，风光互补发电系统得以建立、应用与发展，该系统积极利用了风能与太阳能，通过二者互补性的有效结合，进而形成了新型的能源发电系统。

1 风光互补发电系统的概况
风光互补发电系统主要是对风能与太阳能进行了运用，同时结合了多种能源发电技术，其系统是由智能控制技术实现控制的，它属于可再生能源发电系统。

该系统的构成主要有风力发电组件与太阳能发电组件，利用蓄电池将电能进行存储，此时电池中的直流电将由逆变器将其进行转换，使之成为交流电，再借助输电线路，最后传输至用户，从而满足了用户的供电需求[1]。

风光互补发电系统的建立具有一定的合理性，主要是由于太阳能与风能二者间具有良好的互补性。

太阳能源于太阳内部的核聚变，在此反应下随之产生了大量的、持续的能量；风能属于太阳能的一种表现形式，地球表面能够吸收太阳光照，此时吸收的形态存在差异，因而，吸收的能力也有所区别，在此基础上，地球表面的温差随之出现，此后，在空气对流过程中，形成了风能。

太阳能与风能，二者具有一定的互补性，主要体现在时间分布上，具体如下：在白天，当风能较弱时，太阳能设备可作为互补辅助产能；在晚上，没有太阳能时，风能设备可作为互补辅助产能；在夏季，气温高空气体积膨胀，较低的空气密度导致风能较小，但太阳辐射强，太阳能较大；在冬季，气温低空气体积收缩，较高的空气密度导致风能较强，但太阳辐射弱，太阳能较小。

风光互补发电系统有效利用了二者的互补性，从而实现了资源的合理配置与高效利用[2]。

2 风光互补发电系统的应用
在我国，太阳能、风能等再生能源均十分丰富，因此，对其应用具有广泛性，在诸多领域，其应用均具有高效性、经济性与可持续性。

下文介绍了风光互补发电系统的应用，具体内容如下：
2.1应用于无电农村
在中国，各个区域的经济发展水平存在一定的差异，不平衡的经济发展状况，导致部分农村的生活与生产缺少电能，如：青藏高原与内蒙古自治区等，但此类地区拥有丰富的风能与太阳能，因此，利于风光互补发电系统的应用。

现阶段，我国为了满足农村的用电需求，积极建立可再生能源供电系统，已建成的有千余个，通过系统的独立运行，即：独立式发电的运用，为农村提供了可靠的电能，但此时的供电系统，仅能够满足农村的生活用电及照明需求，由于系统不能满足生产的用电负载，使得系统缺少经济性。

在此背景下，风光互补系统的应用要进行深入的研究，通过实践，保证系统运行的可靠性与高效性，进而促进农村经济的发展，使其生活水平不断提升[3]。

2.2应用于航标
太阳能航标在我国大部分地区均有所应用，它主要的依据为天气情况，如果天气条件不好，太阳能发电则不能满足需求，进而需要风能发电，此时便弥补了天气条件恶劣的空缺。

通常情况下，在春季与夏季，太阳能配置均能够满足供电的需求，此时，风光互补系统则不被启动；但在冬季或者天气状况不良时，太阳能发电的效果较差，此时，则要启动系统，发挥风能发电的作用。

2.3应用于日用品
风光互补发电系统在日用产品中的应用较为广泛，主要包括路灯照明、供暖、充电电源、野营灯与独立电源等。

在城市路灯中对风光互补发电系统的应用是高效的，虽然其投资偏高，但减少了输电线路与路面开挖埋管工程，同时也未能消耗电能，因此，该系统具有良好的经济性。

在城市道路与景观照明等方面积极应用风光互补照明技术，其发展具有良好的态势。

2.4应用于建筑行业
随着社会经济的迅猛发展，为建筑行业的发展营造了良好的环境，该行业在发展过程中十分注重环保与节能，因此，对风光互补发电系统进行了全面的应用。

在诸多建筑物中均安装了太阳能集热管与风力发电机，同时该系统也应用到了光伏一体化建筑、风光互补锅炉、屋顶风力发电机与风光互补并网等。

2.5应用于并网发电
并网发电过程中，光伏产品的应用是重要的，在发达国家，对于此产品的应用达到了80%，而在我国，未能有效利用光伏产品。

在今后发展过程中，并网发电要积极应用光伏产
品。

如果在沙漠中安装光伏产品，其总容量是可观的，但如今，我国的装机容量较少。

风光互补发电系统应用于电网建设，不仅可以减少建设的成本，还可以降低能源的损耗，因此，我国在可再生能源的应用方面具有广阔的市场。

2.6应用于沙漠治理
在我国，虽然经济的稳步发展，但沙漠治理的现状不容乐观，为了实现有效的治理，国家对其投入了大量的人力、物力与财力，在沙漠公路开通后，提高了当地居民的生活水平，改善了当地的自然生态环境。

在沙漠治理过程中，对水资源、电能资源均有着较大的需求，因此，风光互补发电系统与风光互补水泵得到了积极有效的运用。

3 风光互补发电系统的发展
太阳能与风能二者的混合利用技术是由丹麦科学家提出来的，在1981年，科学家将风力机与光伏组件进行了简单的组合，此时，对两种能源的利用不够充分。

此后，世界各国均开始研究风光互补，主要是由于该系统满足了可持续发展的需求，在技术不断改进与完善后，于1982年，风光互补发电系统进行了实际应用[4]。

近几年，国内外学者均十分关注对风光互补发电系统的研究。

在国外方面，主要研究了系统的合理配置与优化设计等，加拿大科学家通过研究，建立了独立的小型风光发电系统，此系统具有良好的可靠性与较低的成本，它以负载为依据，对风光资源进行了合理的配置，使得该系统发电成本得到了控制，同时也提高了系统的安全性、可靠性与可行性。

在国内方面，主要研究了系统的性能、效率与控制策略等，合肥大学研究所构建了风光发电系统的变结构仿真模型，在此模型的作用下，用户可以对不同结构的风光发电系统进行重构，并且利用计算机进行仿真计算，进而全面了解了系统的性能、运行效率与控制策略；部分石油公司也对风光互补发电系统进行了研究，主要是为了保证边际油田的高效开发，在研究过程中，对油田的特殊性、工程的实效性等因素均给予了考虑；在移动通信方面，也研究了风光互补系统，将其应用到了移动通讯配置中，有效解决了设备供电难的问题。

总结：综上所述，随着科学技术水平的提升，为风光互补发电系统的应用与发展奠定了坚实的技术基础，同时也提高了产品的效率与质量。

现阶段，该系统的市场竞争十分激烈，其发展的趋势为由偏远地区转向大城市，由补充能源转向替代能源。

在社会、经济、科技日益发展的环境下，风光互补发电系统的发展具有可持续性，其应用具有广泛性
参考文献
[1] 冬雷，廖晓钟，刘广忱等. 分布式风光互补发电系统及其多目标优化控制策略研究[N]. 仪器仪表学报，2014，10（S20：750-753.
[2]康洪波，陈忠海，郭强. 通信基站风光互补发电系统的设计和研究[N]. 河北建筑工程学院学报，2010，01：73-76.
[3] 沈从举，贾首星，汤智辉等. 风光互补发电系统在农村的推广应用[J]. 机械研究与应用，2013，10（02）：86-88.
[6] 王志新，刘立群，张华强. 风光互补技术及应用进展[J]. 电网与清洁能源，2012，10（04）：45-47.。