風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)

張文超+劉茜+鮑潤華

摘要：現(xiàn)在不論是人民的日常生活還是國家的發(fā)展都離不開一樣重要的物質(zhì)——能源，自從工業(yè)革命以后，人類社會的發(fā)展主要是依靠煤炭，石油，天然氣等化石燃料。可是導(dǎo)致地球的生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞，罪魁禍?zhǔn)拙褪且驗(yàn)槿祟惔罅块_采和使用化石能源，這給我們的地球帶來了非常大的壓力。所以近年來，世界各國已經(jīng)對能源有了新的認(rèn)識，他們開始根據(jù)自己國家的情況開始實(shí)施相關(guān)政策支持大力發(fā)展利用可再生，無污染的新能源，同時治理和緩解已經(jīng)被破壞的生態(tài)環(huán)境。而風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)是利用風(fēng)能和太陽能資源的互補(bǔ)性，具有高效，可以適應(yīng)大多數(shù)地區(qū)的能源再生系統(tǒng)，在發(fā)展新能源的領(lǐng)域上有很大的研究價值。

【關(guān)鍵詞】 風(fēng)力發(fā)電 太陽能發(fā)電 逆變器 蓄電池 整流器

一、研究目的

在可再生新能源里，風(fēng)能和太陽能具有很好的互補(bǔ)性，如果對他們進(jìn)行合理的開發(fā)和使用，不僅可以解決全球能源日益枯竭的壓力還可以減輕化石能源帶給環(huán)境的“負(fù)能量”。在一些人煙稀少，交通不便，而且處于無電狀態(tài)的地區(qū)里，我們可以充分的利用這里的太陽能和風(fēng)能建設(shè)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

風(fēng)能和太陽能有很好的互補(bǔ)性，所以該系統(tǒng)利用這一特性可以解決獨(dú)立風(fēng)電和獨(dú)立太陽能發(fā)電系統(tǒng)因?yàn)樘鞖庠蚨荒艹掷m(xù)發(fā)電的缺點(diǎn)，當(dāng)太陽光照不足時可以轉(zhuǎn)換為主風(fēng)力發(fā)電，當(dāng)光照充足時以太陽能發(fā)電為主，這樣發(fā)電系統(tǒng)可以持續(xù)發(fā)電并且有很好的穩(wěn)定性。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電能有效增強(qiáng)系統(tǒng)對天氣變化的適應(yīng)能力，這樣可以大大減少火力發(fā)電對環(huán)境的污染，減少地球的負(fù)擔(dān)，符合節(jié)能減排，綠色環(huán)保的理念。

三、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電的未來

由于我國多年開采煤炭，現(xiàn)在漸漸的已經(jīng)不能支持我國電力發(fā)展，可是我國又是一個一直以煤炭發(fā)電為主的國家。怎樣有效開發(fā)利用風(fēng)能和太陽能等可再生資源已經(jīng)是我國刻不容緩的要解決的問題，最近我們國家提供了很多關(guān)于對研究可再生能源的幫扶政策，尤其是加大了對風(fēng)能和太陽能的開發(fā)和利用力度。很多國家在面臨常規(guī)能源的有限性和對環(huán)境污染的問題上又加大了了對新能源和可再生能源技術(shù)發(fā)展上的幫扶力度，而且有了非常大的進(jìn)步。對可再生能源及其綜合利用技術(shù)讓世界各國愈來愈重視，各國都在努力解決能源問題并且投入大量的人力和財力培養(yǎng)這方面的人才，風(fēng)過互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)就是重點(diǎn)發(fā)展對象之一。

四、系統(tǒng)的運(yùn)行思路

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)主要模塊有風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、微控制器模塊，整流器、DC/DC功率變換器、蓄電池、逆變器等，如圖1所示。風(fēng)力發(fā)電是先利用將風(fēng)能通過風(fēng)輪轉(zhuǎn)換為機(jī)械能用來驅(qū)動發(fā)電機(jī)輸出交流電，然后交流電通過整流器變成直流電；太陽能發(fā)電是讓太陽光照射在太陽能板發(fā)生光生伏打效應(yīng)轉(zhuǎn)換成直流電。二者都通過控制器控制接到直流主線上；將蓄電池接在電流主線上，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電輸出的電能還有的剩余部分則可以將這些電能存儲在蓄電池中；如果風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電輸出的電能都滿足不了用電需求時，這時就可以利用蓄電池儲存的電量來滿足用電需求，控制器還利用DC/DC功率變換器實(shí)最大功率跟蹤功能，蓄電池的充放電和顯示功能等功能。

五、結(jié)語

風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)力強(qiáng)，就算遇到自然災(zāi)害時發(fā)電系統(tǒng)也會正常工作，依舊可以滿足用戶的用電需求。而且完全不需要外界供電，主要利用風(fēng)能和太陽能相互交替發(fā)電，具有晝夜互補(bǔ)、季節(jié)性互補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)行安全、維護(hù)簡單而且穩(wěn)定性強(qiáng)，性價比高，在發(fā)展新能源的領(lǐng)域里有很大的發(fā)展前景。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 韓文科.我國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略的若干問題.中國人大網(wǎng).2009.10

[2] 宋維軍.青藏高原小型戶用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計方法.青海省新能源研究所.2011.02

[3] 賈要勤.楊仲慶.曹秉剛.分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)研究. 《電力電子技術(shù)》 2005年04期