家用风光互补发电系统分析设计报告
家用风光互补发电系统分析报告设计
1、风光互补发电技术1.1风光互补发电系统的特点风力发电系统利用风力发电机，将风能转换成电能，然而通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。
该系统具有日发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低等优点。
缺点是小型风力发电机可靠性低，常规水平轴风力发电机对风速的要求较高。
光伏发电系统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，最后通过逆变器对负载供电。
该系统的优点是系统供电可靠性高、资源条件好、运行维护成本低，缺点是系统造价高。
发电与用电负荷的不平衡性是风电和光电系统共同存在的一个缺陷，它是由资源的不确定性造成的。
风电和光电系统发出电能后都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但是每天的发电量受阳光、风力的影响很大，阳光、风力较弱会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。
较风电和光电独立系统，风光互补发电系统具有以下特点：（1）风光互补发电系统弥补了风电和光电独立发电系统在资源上的缺陷，利用太阳能和风能的互补性，提供较稳定的电能；（2）在风光互补发电系统中，风电和光电系统可以共用一套蓄电池组和逆变环节，减少系统造价；（3）整个系统是两种发电系统进行互补运行，因此，在保证同等供电的情况下，可大大减少储能装置的容量；（4）风光互补发电系统可以根据用户需要合理配置系统容量，在不影响供电可靠性的情况下减少系统造价；（5）风光互补发电系统可以根据用户所在地的季节及天气变化情况优化系统设计方案，在满足用户要求的情况下节约资源。
1.2适合风光互补地区分析太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。
图1为我国太阳能风能分部情况。
图1 风能太阳能分部图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。
风光互补发电系统的应用及优化设计
风光互补发电系统的应用及优化设计摘要：随着我国经济不断发展，对能源的需求也在不断增加，而传统的矿物能源存量有限且不能再生，因此研究和开发新能源技术是趋势所在。
风光互补发电系统是利用风能和太阳能互补性强的特点，由风力发电机、太阳能电池、控制器、蓄电池组、逆变器等组成的一个发电系统，可将电力供给负载使用。
风电互补发电系统的应用主要是因为太阳能及风能之间的天然互补优势，使得该系统成为有着资源条件较好及能源匹配度较高的独立电源系统。
风电互补发电系统具备可再生能源、绿色能源、设备安装简单、性价比高以及维护方面等优点，使得其具备了更大的竞争优势，在各个行业中的推广程度也在大范围的增加。
关键词：风光互补发电系统；问题；优化；应用1、风光互补发电系统控制风光互补发电系统中风力发电与光伏发电起到核心的作用，准确实现风光互补，分析如下：1.1风力发电控制风力发电控制较为复杂，由于其在互补发电系统中较容易受到外界因素的干扰，所以稳定性偏弱，产生耦合干扰，需着重控制风力发电的过程，才可保障其在风光互补发电系统中的控制性。
例如：风力发电机组的功率控制，如果实际风速大于额定设置，此时需要严谨控制机组功率，确保风力发电控制在额定状态，保障风力发电的功率稳定，才可确保风光互补发电系统处于高效控制的状态中，相反风速小于额定设置时，需要启动机组功率控制的变桨距，以此来对比输出与额定数值，调节并控制风力发电的功率，通过变桨距的角度控制，提供适度的功率需求。
1.2光伏发电控制光伏发电子系统是风光互补发电的另外一部分，共同控制风光发电的系统功率。
分析风光互补发电系统的功率可以得出，维持系统最大的功率状态，必须实现负载阻抗与光伏发电的电阻相等，由此保障光伏发电的功率处于最大化[2]。
如果光伏发电的功率最大，就需要适当的控制方法，调控系统的发电功率。
光伏发电的系统利用了跟踪控制的方法，分析外界环境因素对光伏发电系统的影响，随时跟踪光伏发电功率的变化，通过控制负载阻抗，提高系统功率输出的能力，满足系统控制的需求，即使光伏发电系统未处于适当的天气环境中，也可以在跟踪控制的作用下，保持最大功率的效益。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一一、引言随着人类对可再生能源的日益重视，风光互补发电系统因其独特的优势，如清洁、可持续、资源丰富等，正逐渐成为电力供应的重要来源。
本文将就风光互补发电系统的建模与仿真进行深入探讨，分析其系统组成、模型建立以及仿真应用等关键领域，旨在为未来风能与光能协同供电的研究与实践提供参考依据。
二、风光互补发电系统的基本构成与原理1. 太阳能光伏系统太阳能光伏系统是利用光生电效应将太阳能转换为电能。
它主要由太阳能电池板、支架、汇流箱、逆变器等部分组成。
当阳光照射在太阳能电池板上时，产生直流电，经逆变器转换成交流电供负载使用。
2. 风力发电系统风力发电系统则通过风车叶片捕捉风能，转化为机械能，再由发电机转换为电能。
它主要由风车叶片、齿轮箱、发电机和控制器等部分组成。
三、风光互补发电系统的建模方法建模是研究和模拟复杂系统行为的关键过程，对风光互补发电系统来说同样如此。
该系统的建模主要包括以下几个步骤：1. 确定模型目标与范围：明确模型需要解决的问题和所涉及的组件。
2. 收集数据：收集风速、光照强度、环境温度等数据，为建模提供基础数据支持。
3. 构建模型：根据系统组成和工作原理，建立数学模型或物理模型。
4. 参数设置与校验：为模型设定参数并进行仿真验证，确保模型的准确性和可靠性。
四、风光互补发电系统的仿真研究仿真研究是评估风光互补发电系统性能的重要手段。
通过仿真软件模拟实际运行环境，可以分析系统的输出功率、效率、稳定性等关键指标。
此外，仿真研究还可以帮助优化系统配置，提高能源利用效率。
五、仿真结果分析与应用通过仿真研究，我们可以得到以下结论：1. 风光互补发电系统在资源丰富地区具有较高的发电效率，能有效提高能源利用率。
2. 系统稳定性好，即使在风速和光照强度波动较大的情况下，仍能保持较高的输出功率。
3. 通过优化系统配置，如调整太阳能电池板和风车叶片的安装角度、数量等，可以进一步提高系统的发电效率。
风光互补系统分析
风光互补系统分析摘要：风能、太阳能等可再生能源清洁，使用无污染，分布广泛，用之不竭，但也存在不稳定、易受到季节性影响而变化大、成本高等不足。
低成本、规模化利用风能、太阳能等可再生能源是解决能源危机和环境问题的有效手段之一。
风光互补系统是在风能开发和太阳能开发技术相对成熟后提出的一种综合运用技术，将为风能和太阳能的进一步开发奠定更坚实的基础。
本文简单分析风光互补系统的组成和工作原理。
关键词：风光互补系统；原理分析；组成风光互补系统概述随着经济的发展，我们对能源的依赖也越来越严重，而石油、煤炭等不可再生资源日益枯竭，为我们的能源危机敲响了警钟。
风能和太阳能是目前最为清洁的能源，而且可以说是取之不尽，用之不竭。
但是受气候、地域、季节影响较大，传统的利用方式是单个开发，而且也取得了一些成功。
太阳能和风能在给偏远地区供电方面有巨大优势，但是电能不稳定一直是致命打击，如果将风能和太阳能同时收集，在一方出现问题时另一方也可以继续供电，大大提高了保证力度，这也就是风光互补系统出现的原因。
这种构想虽然提出还没有多长时间，但是在一些方面已经可以应用了，尤其是在高速公路的机电工程中已经有一些成熟的案例。
为了给负载提供稳定的电源，必须借助蓄电池这个“中枢”才能给负载提供稳定的电源，由蓄电池、太阳能电池板、风力发电机以及控制器等构成的智能型风光互补发电系统能将风能和太阳能在时间上和地域上的互补性很好的衔接起来。
2、风电互补发电系统2.1太阳能光伏电池原理光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
光伏电池是直接将太阳能转换为电能的器件，其工作原理是：当太阳光辐射到光伏电池的表面时，光子会冲击光伏电池内部的价电子，当价电子获得大于禁带宽度Eg的能量，价电子就会冲出共价键的约束从价带激发到导带，产生大量非平衡状态的电子——空穴对。
风光互补发电场输电电网的设计与分析
风光互补发电场输电电网的设计与分析在现代社会中，电力是人们生活的基本需求之一。
为了满足不断增长的用电需求和推动可持续发展，风光互补发电场成为了一种备受关注的发电方式。
在风光互补发电场中，风能和太阳能被同时利用，从而提高了电力产能和可靠性。
然而，为了将风光互补发电场产生的电力有效地输送到用户，一个高效可靠的输电电网的设计与分析显得尤为重要。
首先，针对风光互补发电场输电电网的设计，应该考虑到以下几个关键因素。
第一，地理条件和资源分布。
选址是风光互补发电场输电电网设计的首要考虑因素。
在选择地点时，应综合考虑风能和太阳能资源的分布情况，以便最大程度利用可再生能源。
在选择输电线路时，应尽量避免地形复杂或有阻挡的地方，以减少输电损耗。
第二，输电线路的布局和参数设计。
为了确保风光互补发电场输电电网的可靠性和稳定性，应合理布置输电线路。
在设计输电线路时，要考虑到输电距离和输电功率的关系，以及输电线路的绝缘等级和耐受负荷的能力。
此外，还需要充分考虑输电线路的短路电流和电气特性，确保输电线路的安全运行。
第三，变电站的设置和选择。
变电站是将风光互补发电场产生的电能转换为适合输送的高压电能的重要设施。
因此，在设计风光互补发电场输电电网的过程中，需要合理设置变电站的位置和数量，并选择适当的变压器和开关设备。
此外，为了确保风光互补发电场输电电网的可靠性，还应考虑到变电站与输电线路之间的连接和保护装置。
其次，对于风光互补发电场输电电网的分析，可以从以下几个方面进行。
第一，电网稳定性分析。
风光互补发电场输电电网的稳定性是保证电力系统安全可靠运行的重要指标。
该分析关注电力系统在各种故障和外部扰动下的响应能力，以及电力系统与外部电力系统的互动。
通过对整个电网的稳定性进行分析，可以确定系统的强化和改进措施，从而提高电网的稳定性。
第二，输电损耗分析。
输电损耗是指在电力输送过程中由于电流通过导线产生的热损耗。
经济性是风光互补发电场输电电网设计的重要考虑因素之一。
风光互补发电系统实验报告
风光互补发电系统实验报告本报告介绍实验的背景和目的，概述实验内容与方法。
实验器材和仪器的准备：检查风力发电装置和太阳能发电装置是否正常工作。
确保实验电路和接线板都连接良好。
参数设置：根据实验要求，设置风力发电机和太阳能电池板的工作参数，如转速、角度、光照强度等。
确定风力发电机和太阳能电池板的输出电压和电流。
数据采集：根据实验步骤和参数设置，开始采集实验数据。
使用适当的仪器，如数字万用表和数据采集系统，记录风力发电机和太阳能电池板的电压、电流和功率输出数据。
实验结果分析：对采集到的数据进行分析，比较风力发电机和太阳能电池板的发电性能。
根据实验结果，评估风光互补发电系统的效果和可行性。
结论：总结实验结果，给出对风光互补发电系统的评价。
提出改进和优化的建议，以提高发电系统的效率和可靠性。
以上为风光互补发电系统实验报告的详细实验步骤。
根据实际情况，可以适当调整和补充内容。
本节旨在展示实验结果和数据，并进行合理的分析和讨论，解释实验现象与原理的关系。
实验结果展示：风能发电结果：根据实验数据统计，风能发电系统在不同风速下的发电量分别为：5 m/s - 10kW，10 m/s - 20kW，15 m/s - 25kW。
实验结果显示，随着风速的增加，发电量也相应增加。
光能发电结果：经实验测量，光能发电系统在不同光照强度下的发电量分别为：500 lux - 5kW，1000 lux - 10kW，2000 lux -20kW。
实验结果表明，光照强度的增加与发电量之间存在正相关关系。
实验数据分析：风能发电：根据理论基础知识，风能是由风的动能转化而来的。
实验结果显示，随着风速的增加，风能的转化效率也提高，从而使发电量增加。
光能发电：光能发电系统的原理是利用太阳能光照通过光电效应产生电能。
实验结果表明，光照强度的增加会提高光能转化效率，从而导致发电量增加。
综上所述，实验结果与原理存在一定的关系。
风能发电和光能发电系统实验结果均显示，随着相应能源（风能和光能）的提供条件增加，发电量也随之增加。
《2024年风光互补发电系统的建模与仿真研究》范文
《风光互补发电系统的建模与仿真研究》篇一一、引言随着能源需求日益增长，清洁可再生能源已成为世界范围内的研究热点。
风光互补发电系统作为一种重要的清洁能源技术，将风能和太阳能有效结合，可有效提高可再生能源的利用效率及供电的稳定性。
本文将就风光互补发电系统的建模与仿真进行研究，为后续的优化设计和实际应用提供理论支持。
二、风光互补发电系统概述风光互补发电系统是指利用风能和太阳能进行发电的系统。
该系统主要由风力发电机、太阳能光伏板、储能装置（如蓄电池）以及控制系统等组成。
通过合理的配置和优化，该系统能够在不同气候条件下，最大限度地利用可再生能源。
三、风光互补发电系统建模1. 系统构成模型建立风光互补发电系统的构成模型是分析其性能的基础。
模型中包括风力发电机模型、太阳能光伏板模型、储能装置模型以及控制系统模型等。
每个部分均根据其工作原理和性能特点进行数学化描述。
2. 能量转换模型能量转换模型描述了风能和太阳能如何被转换为电能的物理过程。
该模型需考虑风速、光照强度、温度等环境因素对发电效率的影响，并建立相应的数学关系。
3. 控制系统模型控制系统模型负责协调风力发电机和太阳能光伏板的运行，确保系统在各种环境条件下均能高效运行。
该模型需考虑控制策略的制定和实施，以及与储能装置的协同工作。
四、风光互补发电系统仿真研究基于建立的模型，利用仿真软件对风光互补发电系统进行仿真研究。
仿真过程中需考虑不同环境条件（如风速、光照强度、温度等）对系统性能的影响，以及系统的运行策略和优化配置。
1. 仿真环境设置根据实际环境条件，设置仿真环境中的风速、光照强度、温度等参数，模拟不同气候条件下的系统运行情况。
2. 仿真结果分析通过对仿真结果的分析，可以得出系统在不同环境条件下的发电效率、供电稳定性以及储能装置的充放电情况等。
同时，还可以对系统的运行策略和优化配置进行评估和优化。
五、结论与展望通过建模与仿真研究，我们可以得出以下结论：1. 风光互补发电系统能够有效地利用风能和太阳能，提高可再生能源的利用效率。
风光互补发电系统的优化设计
风光互补发电系统的优化设计
本报告旨在对风光互补发电系统的优化设计进行详细的分析。
首先，要在优化设计中充分发挥风能和光能资源的优势，应考虑两者相互补充，避免因单一能源短缺而影响供电安全。
其次，要重视节能减排原则，建立节能优先、多能互补的优化发电模式。
针对上述问题，可以在设备的选型方面提出建议。
例如，可以使用新型风电机组和太阳能光伏系统，其带宽可增大30%，
从而提高系统的负载能力；使用配套的转换技术，可以不断优化发电系统的性能；可以使用交流/直流配电技术，将分散的
配电负载集中在数量少的配电线路中，以降低损耗，提高电压和稳定性。
此外，还可以对控制系统进行优化。
可以设计多级控制系统，通过联网技术，实现远程监控，自动化控制，以保证运行安全；可以引入电能表管理系统，可以实时统计每个用户的电能消耗情况，提高用电效率；可以使用多传感器技术，实现数字化采集控制，改变传统电力传输网络的结构，使之更为灵活，容量更大，可靠性更高，同时可以更好地避免电网故障。
以上是关于风光互补发电系统优化设计的研究与分析报告，本报告仅供参考。
此外，还可以进一步深入研究多向互补发电技术的发展趋势，丰富系统的多功能性，不断提高发电系统的可靠性，确保系统的安全运行与可持续发展。
小型风光互补并网发电系统的研究与设计
1、提高能源转换效率：未来的研究将更加注重提高风能和太阳能的转换效 率，以更充分地利用这两种可再生能源。
2、智能控制与调度：通过引入更先进的控制算法和调度策略，可以更有效 地管理和调度系统资源，提高系统的稳定性和效率。
3、融合其他新能源技术：例如，将氢能等其他新能源技术融入到风光互补 系统中，可以进一步拓宽系统的能源来源，提高系统的抗风险能力。
三、小型风光互补发电系统控制 器的发展趋势
随着科学技术的不断进步和应用，小型风光互补发电系统控制器将会朝着更 加智能化、高效化、可靠性更高的方向发展。
1、智能化：随着人工智能和机器学习等技术的发展，未来的小型风光互补 发电系统控制器将会更加智能化。通过引入更加先进的智能算法和模型，实现对 系统的自适应和自主学习控制，提高系统的性能和稳定性。
参考内容
随着全球能源结构的转变，可再生能源已成为世界各地电力行业的重要发展 方向。其中，风光互补并网发电系统因其在技术上的优势和环境友好性，逐渐受 到了广泛的和研究。本次演示将探讨风光互补并网发电系统的研究与开发。
一、风光互补并网发电系统的基 本原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
风光互补并网发电系统是一种结合了风力发电和太阳能发电的混合发电系统。 它利用风力发电机和太阳能电池板分别捕捉风能和光能，将其转换为电能，然后 通过并网逆变器将电能输送到电网中。这种系统可以有效地利用风能和光能，实 现能源的可持续利用。
4、优化储能技术：针对当前储能技术的问题，我们将寻求更高效、更环保 的储能解决方案，例如发展超级电容器、电池等更高效的储能设备。
5、扩大应用范围：随着技术的进步和成本的降低，小型风光互补并网发电 系统的应用范围将进一步扩大，从偏远地区扩展到城市地区，从独立供电发展到 区域供电网络。
小型风光互补发电系统研究报告
摘要巨太阳能与风能是地球上最常见的的绿色可再生能源，太阳能具有普遍性，大性，等特点，但也同时具有能量不稳定，能量密度低等特性。
太阳能只能在白而且晚间风力发电效果较好，才能够发电，而风能不分昼夜，天阳光充足的时候，因此为解决太阳能发电环境影响更大，但是相对于太阳能而言，风能更不稳定，并使发出的电能能够方便使用互补风力发电的优势，不稳定且不能在晚上发电，等问题，本文设计了一种以51单片机为控制核心的低成本智能风光互补充电控制器。
硬件方面本设计采用PWM调波控制buck降压电路，来稳定太阳能输出；采用UC3906铅酸蓄电池专用充电芯片为蓄电池充电，使铅酸蓄电池充电更合理；采用两块铅酸蓄电池作为出能源原件；由于采用集成芯片提高了系统的稳定性，简化了电路缩减了成本。
同时控制器还具有防雷击保护电路，放蓄电池反接保护电路，太阳能电池板防反接保护电路，过流保护电路，并内置双轴太阳跟踪器驱动电路。
软件方面，本设计采用三种可选用电模式：默认模式（模式一），蓄电池持续供电模式（模式二），太阳能电池板供电模式（模式三）和一种单蓄电池工作模式（模式四）。
Abstract引言太阳能与风能是地球上的清洁能源，利用太阳能风能发电可以保护环境还减少化石能源的使用。
但是风能于太阳能同样存在不稳定，容易受到天气，季节，纬度等各种地理上、环境上的因素影响。
太阳能是以光辐射的形式传播到地球上的，因此太阳能的能量密度低，不便于利用。
风能的原动力来自于太阳，可以说风能是太阳能的另一种存在形式，虽然能够昼夜发电，不分阴晴，但是与太阳能相比，发电能量波动性更大，为提高太阳能风能的利用率人们不断改进太阳能电池板与风力发电机的性能，已获得最大的能量转换。
但仅仅改进太阳能电池板与风力机是不够的，虽然采用风能与太阳能互补发电的模式已经可以昼夜连续发电，但在不加任何处理的风光互补发电装置发出的电能一样不稳定，会受各种因素影响，使电压电流时刻波动。
众所周知，我们所采用的用电负载都是在稳定电压下才会正常工作的，电压不稳就会严重影响设备的正常运行，因此需要加入控制器，将不稳定的输出电压经过稳压后在连接到负载上，是解决这一问题的有效方法。
风光互补发电系统-设计报告
户用风光互补发电系统可行性报告
户用风力与太阳能光伏互补发电系统设计可行性研究报告一、风力与太阳能光伏发电行业发展前景分析风力发电是一种将风能转换为机械能，由机械能冉转换为电能的机电装置。
利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来带动发电机发电。
依据目前的风能技术，大约1米/秒的微风速度，便可以开始发电。
光伏发电是利用单晶硅、多晶硅或非晶硅半导体电子器件光伏效应原理有效地吸收太阳辐射能, 并直接转变成电能的发电方式。
风力发电、太阳能光伏发电是近年来国内外应用比较广泛、最有发展前景的可再生能源利用技术。
在当今化石能源日益减少、生态环境遭受破坏的情况下，利用以风能、太阳能为代表的清洁、可再生能源，对于改善现有能源结构，缓解能源危机，实现人与自然的可持续发展具有重要的意义。
世界各国尤其是发达国家高度重视以太阳能和风能为代表的新能源发展，通过增加财政投资、减免税收、电力回购补偿等一系列措施，鼓励刺激风力发电、太阳能光伏发电行业的发展。
以太阳能光伏行业为例，2009年，全球光伏市场累计安装量提高了45%，达到了22.9GW。
新增光伏装机容量接近5.8GW，增速为46.6%。
其中，德国新增光伏装机容量从1.8GW提高到3.8GW，几乎翻了一番，从2008年41.1%的占比上升为51.7%，居全球第一位。
其它国家也发展迅速，意大利安装了711MW，成为第二大市场，捷克和比利时09年分别安装了411MW和292MW。
欧洲以外的国家也同样发展迅速，日本安装了484MW，美国则安装了470MW，其中包括40MW的离网系统。
而风电行业，2009年全球风电装机总量达到157900MW．较上年增加了37500MW。
欧洲的风能发电发展最快，其中德国十分重视风电发展，目前是世界上风电技术最先进的国家。
截至2006年底，德国风电总装机容量达到了20 622 MW，占世界风电总装机容量的1／3以上．德国风力发电量约占全年总发电量的6％，居世界第1位．到2010年，德国风电装机容量达到23 000 MW，可提供德国8％～10％的电力需求，l5个欧盟成员国可再生能源生产的电力满足全部电力需求的22％．在当前阶段，风力发电、太阳能光伏发电市场的发展很大程度依赖于相关国家制定的支持机制和法案，支持机制和法案的颁布、更改、增强或削弱都会对风力发电、光伏市场和产业造成深远的影响。
户用风光互补发电系统可行性报告
户用风光互补发电系统可行性报告一、背景随着可再生能源技术的发展，在户用风光互补发电系统上的研究也有了新的突破和进展。
户用风光互补发电系统（H2G）是一种将风能、太阳能转化为电能，为家庭生活供电的设备。
由于其可靠性高、运营成本低、对环境友好，受到越来越多人的关注。
二、形式本文档分为四个部分，包括可行性研究、技术方案选择、经济效益分析和风险评估，并进行详细阐述和分析。
三、可行性研究1. 市场需求截至目前，中国仍是全球最大的碳排放国之一。
与此同时，国家推出了大量支持可再生能源发展的政策，并通过减免税费、优惠清单等手段，鼓励人们使用可再生能源。
这也为户用风光互补发电系统提供了很好的市场需求。
2. 技术可行性目前，太阳能和风能发电技术较为成熟，可靠性也很高。
同时，实现两种能源的互补发电也已经有了切实可行的技术解决方案，商用产品的使用效果也经过了验证。
因此，户用风光互补发电系统的技术方案具有可行性。
3. 物流可行性户用风光互补发电系统的安装需要一定的空间和配套设施。
但目前，国内已经建成了覆盖整个国家的物流网络，安装和调试等环节也可以通过网络来实现。
因此，也不存在物流运输上的障碍。
4. 环境可行性户用风光互补发电系统能够具有低碳、无排放的环保特性，符合国家和全球环保潮流。
因此，也呼吁人们尽量使用可再生能源，这也为户用风光互补发电系统提供了很好的环境基础。
四、技术方案选择考虑到户用规模的特点，选择了3KW的户用风光互补发电系统。
方案中包括风力发电机组、太阳能光伏板、逆变器及电池等消费设备，既能实现太阳能和风能的互补发电，还能通过电池储存电能进行灯具等小型家电供电。
五、经济效益分析1. 减少生活费用使用户用风光互补发电系统，消费者可以节省大量的电费支出。
2. 节能环保户用风光互补发电系统的低碳环保特性完全符合现代人对于生活环保高质的要求，因此也能够得到广泛的认可和好评。
3. 优惠政策政府出台的减免税费、优惠清单等政策也为消费者使用户用风光互补发电系统带来经济优势。
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1、风光互补发电技术1.1风光互补发电系统的特点风力发电系统利用风力发电机，将风能转换成电能，然而通过控制器对蓄电池充电，最后通过逆变器对负载供电。
该系统具有日发电量较高，系统造价较低，运行维护成本低等优点。
缺点是小型风力发电机可靠性低，常规水平轴风力发电机对风速的要求较高。
光伏发电系统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，最后通过逆变器对负载供电。
该系统的优点是系统供电可靠性高、资源条件好、运行维护成本低，缺点是系统造价高。
发电与用电负荷的不平衡性是风电和光电系统共同存在的一个缺陷，它是由资源的不确定性造成的。
风电和光电系统发出电能后都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但是每天的发电量受阳光、风力的影响很大，阳光、风力较弱会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。
较风电和光电独立系统，风光互补发电系统具有以下特点：（1）风光互补发电系统弥补了风电和光电独立发电系统在资源上的缺陷，利用太阳能和风能的互补性，提供较稳定的电能；（2）在风光互补发电系统中，风电和光电系统可以共用一套蓄电池组和逆变环节，减少系统造价；（3）整个系统是两种发电系统进行互补运行，因此，在保证同等供电的情况下，可大大减少储能装置的容量；（4）风光互补发电系统可以根据用户需要合理配置系统容量，在不影响供电可靠性的情况下减少系统造价；（5）风光互补发电系统可以根据用户所在地的季节及天气变化情况优化系统设计方案，在满足用户要求的情况下节约资源。
1.2适合风光互补地区分析太阳能和风能是最普遍的自然资源，也是取之不尽的可再生能源。
图1为我国太阳能风能分部情况。
图1 风能太阳能分部图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。
综合考虑宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地最适合风光互补发电，河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地次之。
虽然东南沿海最适合风力发电，但台风的破坏性太大，有可能一次性将风光互补发电设备摧毁，因而根据实际地点考虑是否安装风光互补发电装置。
2、风光互补发电系统的结构风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，系统结构图见图2。
该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。
图2 风光互补发电系统结构(1)风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；(2)光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；(3)逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。
同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量；(4)控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。
另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。
发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；(5)蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。
它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。
3、离网风光互补发电系统设计及配制方案风光互补发电系统作为一个独立发电系统，从风力发电机、太阳能电池组件及储能系统容量的配置都有一个最佳配置设计问题，需要结合风力发电机、太阳能电池组件安装地点的自然资源条件来进行系统最佳容量配置的设计，本例将以云南昆明作为设计地点。
3.1选定地区的气候分析昆明位于东经102°10'至103°40'，北纬24°23'至26°22'，市中心位于北纬25°02'11"，东经102°42'31"。
昆明属北纬低纬度亚热带-高原山地季风气候，由于受印度洋西南暖湿气流的影响，日照长、霜期短、年平均气温15℃。
气候温和，夏无酷暑，冬无严寒，四季如春，气候宜人，年降水量1035毫米，具有典型的温带气候特点，城区温度在0—29℃之间，年温差为全国最小，这样的气候特征在全球少有，因此，昆明素以“春城”而享誉中外。
图3为昆明地区气候详细数据。
图3 气象软件retscreen 截图3.2家用电器功耗分析为了尽量合理而准确的设计，我们在这里分析计算了一般家庭使用的用电器功耗，见表1，以及在各月使用情况，见表2。
表1 家庭用电器功耗表（w）表2 各电器每月日均使用时间（h）及日均总功耗（kwh）3.3蓄电池部分设计首先确定系统直流电压，确定的原则是：1依据国家电压标准即12V、24V、48V……，2要尽量提高电压，减少线路损失。
3最好不要超过300v,以便于选取设备。
综合考虑风光互补发电系统专用控制逆变器额定电压大多为48V，所以这里我们选取48V为系统直流电压。
蓄电池容量 B c =110C A Q N T C V⨯⨯⨯⨯ (1)式中 A — 安全系数，取值为1.1～ 1.4; Q 1 — 日耗电量T 0 — 温度系数，一般在0℃以上取1，-10℃ ～ 0℃ 取1.1，-10℃以下取1.2Cc — 放电深度,据图4分析，由于当地气温一直在零度以上，所以这里我们取稍高值0.8N 1 — 自给天数 ，这里取3天 V — 工作电压，取220v图4 Cc- T 关系图所以 C c =1.4500031=546.8750.848⨯⨯⨯⨯Ah我们取型号为GFM-300，单个标准电压为2v,容量300Ah (10h) 蓄电池串联数=48v ÷2＝24 (块) 并联数=546.875÷300≈2（块）3.4 光伏发电部分设计3.4.1 首先确定光伏发电部分负载功耗用电器日平均能耗为5kwh,考虑到当地风能和太阳能资源的综合情况，我们将光伏和风机的电能贡献比定为7：3，所以风光互补发电系统中由太阳能发的电能为5kwh ×70%=3.5kwh确定最佳倾角这里我们将借助一款光伏系统设计软件PVSYST 来计算最佳倾角，见图5，我们可以清楚的知道最佳倾角为25°图5 PVSYST 软件最佳倾角计算截图3.4.2 斜面辐射量及峰值日照时数Klien 和theilacker 提出的倾斜面上月平均太阳辐照量的计算方法是：()()+1122d H R D COS COS Hρββ=++- (2)R — 倾斜面上月平均太阳辐照量与水平面上月平均太阳辐照量的比值；D —水平面上月平均散射辐照量； d H —水平面上月平均总辐照量；β —方阵倾角；ρ —地面反射率，一般情况下取0.2由于此方法计算过于复杂，这里我们采用软件辅助计算的方法 我们通过查询RETSCREEN 这款软件来查看倾斜面上的太阳辐射值 图6是软件计算结果所以年平均峰值日照时数为4.44h 3.4.3 确定光伏阵列这里我们先择峰值功率为100W 峰值电压17.2V 峰值电流 5.81A 光伏组件串联数S N =1.43⨯工作电压（蓄电池电压）（系数）组件峰值电压 (3)S N =48 1.43417.2⨯≈（块） 光伏组件并联数N p =112ZQ C V H A⨯⨯⨯⨯⨯ηη (4)式中Z C — 20年内太阳能组件衰降、方阵组合损失、尘埃遮挡等综合系数，取1.021η — 逆变器效率 取0.9 2η — 充电效率 取0.8 Q 1 — 日耗电量 V — 工作电压 H — 峰值日照时数A — 组件峰值电流所以 光伏组件并联数S N ()3500 1.02=448 4.44 5.810.90.8⨯≈⨯⨯⨯⨯块光伏组件实际功率数=4×4×100=1600W3.4.4 太阳能电池方阵前后间距的计算根据图7，我们可以清楚计算出方阵前后间距。
图7 方阵间距示意图L=H/tan α (5)α=arcsin(sin φsin δ+cos φcos δcos ω)...................(6) β=arcisn(cos δsin ω/cos α).............................(7) 首先计算冬至上午九点太阳高度角和太阳方位角。
冬至时的赤纬角δ是-23.45°，上午九点的角ω是45°，于是有：α=arcsin(0.648cos φ-0.399sin φ) β=arcisn(0.917×0.707/cos α) 这样我们就可以知道：D=Lcos β=Hcos β/tan α...................................(8) 此例中我们选用的太阳能组件尺寸为长：1480mm 宽：665mm 将本例中各个数据代入公式,计算结果为 α=24.75° β=45.55° D=1090mm3.4.5 太阳能日均发电量影响太阳能电池组件发电能力的因素很多，如温度、日照强度、阴影、晶体结构及负载阻抗等诸多因素。
为计算简便，可彩用下述简易方式进行估算12345P P Q W T ηηηηη=⨯⨯⨯⨯⨯⨯.............................(9) Q — 太阳能日均发电量(kwh)1η— 灰尘遮蔽损失 （0.93）2η— 输配电损失（0.98） 3η— 逆变器损失4η— 温度损失因子（0.95） 5η —充放电损失P W —太阳电池组件峰值功率（kw ） P T —当地峰值日照时数 风力发电部分设计1由风力发电部分分担的用电功耗为5kwh ×30%=1.5kwh 对于小型风发电机，通常可用式（1）来确定各月的发电量：12()m i H E E E v v v =+≤＜ (10)()31=p /()N i i H i m H E P h v v v v v ⎡⎤⎣⎦∑:= (11)2()N i i H T E P h v v v =∑:=..................................(12) E —当月发电量；1E 2E —风力发电机在不同风速段的发电量； i v —当时风速；m v —风力发电机启动风速； H v —风力发电机额定风速；T v —风力发电机停机风速； N P —风力发电机额定功率； i h —该月中与i v 相对应的小时数.按照当地气象台提供的近几年的风速实测数据，统计得到风速情况，由于大部分时间当地的网速值都在2m/s左右，低于水平风力机的3m/s的启动风速，所以我们选取风力发电机起动风速为2m/s，额定风速为8m/s的垂直风力发电机，由此可以算出昆明地区1kw风力发电机的各月发电量，见表3表3 昆明地区1kw风力发电机的各月发电量 /kwh从风机发电量的公式可以看出，风力发电机的输出功率与风速的三次方成正比，也就是说，当风速值有较小的变化时，输出的功率将产生较大的变化，所以，选择风力发电机的设计风速与当地风能资源达到最大匹配，可以提高风力发电机的能量输出，根据上面的计算结果，可考虑选用2台 500w 风力机联网发电。