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，但對居住在偏遠地區(qū)的居民和一些特定的領域,采用電網(wǎng)供電難度大、成本高，從而導致我國仍有近千萬居民沒能用上電。在我國建設節(jié)約型社會、倡導和諧社會的今天，解決偏遠地區(qū)居民的供電是當務之急的任務。利用了廣泛的自然能源----風能和太陽能的風光互補發(fā)電系統(tǒng)是最合理的獨立電源，它不僅成本遠低于電網(wǎng)長距離小負荷供電，而且節(jié)約了常規(guī)能源，減少了污染。

風光互補發(fā)電系統(tǒng)在解決偏遠地區(qū)居民的供電問題；解決農村公共設施照明和用電問題；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用前景。

本文將結合實際案例全面介紹風光互補發(fā)電系統(tǒng)的合理性和推廣意義，為小型風力發(fā)電機和太陽能電池的廣泛應用展現(xiàn)廣闊的應用前景。

二 資源條件評價

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生風能。因此，太陽能與風能在時間上和地域上都有很強的互補性。白天太陽光最強時，風很小，晚上太陽落山后，光照很弱，但由于地表溫差變化大而風能加強。在夏季，太陽光強度大而風小，冬季，太陽光強度弱而風大。太陽能和風能在時間上的互補性使風光互補發(fā)電系統(tǒng)在資源上具有最佳的匹配性，風光互補發(fā)電系統(tǒng)是資源條件最好的獨立電源系統(tǒng)。

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

風力發(fā)電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)都存在一個共同的缺陷，就是資源的不確定性導致發(fā)電與用電負荷的不平衡，風力發(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。

由于太陽能與風能的互補性強，風光互補發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補了風電和光電獨立系統(tǒng)在資源上的缺陷。同時，風電和光電系統(tǒng)在蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)是可以通用的，而且,風力發(fā)電機的成本遠低于太

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

風光互補發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的用電負荷情況和資源條件進行系統(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。無論是怎樣的環(huán)境和怎樣的用電要求，風光互補發(fā)電系統(tǒng)都可作出最優(yōu)化的系統(tǒng)設計方案來滿足用戶的要求。應該說，風光互補發(fā)電系統(tǒng)是最合理的獨立電源系統(tǒng)。

三 風光互補發(fā)電系統(tǒng)的合理配置

風光互補發(fā)電系統(tǒng)由太陽能光電板、小型風力發(fā)電機組、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)配置應考慮以下幾方面因素：

1、 用電負荷的特征

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

2、太陽能和風能的資源狀況

項目實施地的太陽能和風能的資源狀況是系統(tǒng)光電板和風力機容量選擇的另一個依據(jù)，一般根據(jù)資源狀況來確定光電板和風力機的容量系數(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力機的容量。

3.系統(tǒng)產品的性能和質量要求

風光互補發(fā)電系統(tǒng)包括風力發(fā)電機,太陽能電池,蓄電池,系統(tǒng)控制器和逆變器等部件,每個部件的故障都會導致發(fā)電系統(tǒng)不能正常供電,所以,選擇性能和質量好的部件產品是保證風光互補發(fā)電系統(tǒng)正常供電的關鍵.總之，風光互補發(fā)電系統(tǒng)是最合理的獨立電源系統(tǒng)，這種合理性表現(xiàn)在資源配置最合理，技術方案最合理，性能價格比最合理。正是這種合理性保證了風光互補發(fā)電系統(tǒng)的高可靠性。