張文超

摘 要：主要介紹了利用風能和光能相互結(jié)合的方法產(chǎn)生可以維持負載工作的電能的流程。相比單一的風能發(fā)電和光能發(fā)電，風光互補發(fā)電能彌補兩者的不足，提高風能和光能的利用率，對其進行合理開發(fā)和使用，可解決當今全球日益嚴重的資源枯竭和環(huán)境污染問題。

關(guān)鍵詞：風光互補發(fā)電系統(tǒng)；太陽能；風能；蓄電池

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.071

1 課題背景

隨著科技的飛速進步，地球上的能源也在以不可思議的速度消耗。因此，能高效利用生活中的能源顯得尤為重要，比如，利用地球上取之不盡用之不竭的風能和光能。有效地利用風能和光能可以產(chǎn)生電能，從而減少煤炭等不可再生資源的消耗。

2 小型風光互補發(fā)電體系的要求

我國風光互補發(fā)電系統(tǒng)目前主要解決北方西北等偏遠地區(qū)農(nóng)牧人的用電需求。在實際應用中，太陽能和風能具有一定的互補性，且可以從自然界獲取。太陽能和風能會受到地理、季節(jié)和氣候的影響。我國的秋冬季比較干燥，風力較強，太陽輻射強度大。

在我國沿海地區(qū)，風能和太陽能資源很是充沛，為風光互補發(fā)電系統(tǒng)的形成提供了天然的基礎(chǔ)。因此，風光互補發(fā)電系統(tǒng)在選址時應做好風能、太陽能資源的勘探統(tǒng)計，掌握當?shù)仫L能、太陽能、天氣、地理等環(huán)境因素，選取風能、太陽能資源豐富的地域開發(fā)建設，以保證二者能源的綜合利用。

3 小型風光互補發(fā)電系統(tǒng)的模塊構(gòu)成

系統(tǒng)框圖如圖1所示。

由圖1可以看出，本系統(tǒng)主要分為以下5個部分。

3.1 太陽能發(fā)電模塊

利用太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)換為直流電能，然后儲存到蓄電池中，再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸出，從而為負載供電。

3.2 風力發(fā)電模塊

當達到必然風速時，風力經(jīng)過風力機轉(zhuǎn)換成動能，再通過風力發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)換為交流電。此時，由于產(chǎn)生的交流電不穩(wěn)定，因此，需要通過整流器再傳輸?shù)叫铍姵兀缓蠼?jīng)由逆變器為負載供電。

3.3 控制模塊

主要通過STC系列單片機作為控制部分的核心來實時顯示系統(tǒng)當前的電壓狀態(tài)。當蓄電池充滿電后開關(guān)斷開，此時，只有蓄電池為負載輸出。當蓄電池電量下降到一個設定值開關(guān)閉合時，太陽能電池板和風力發(fā)電機為蓄電池充電，依次循環(huán)保證蓄電池時刻能為負載供電。

3.4 蓄電池模塊

根據(jù)需求，蓄電池所能存儲電量最低為負載所需電量的4倍，因此，在蓄電池的選擇上應選用可充放電的次數(shù)多、使用壽命長、不易損壞的蓄電池。

4 結(jié)束語

本文介紹了小型風光互補發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展背景、發(fā)展需要及體系框架。通過對兩種能源的合理利用，能為小型用戶提供更加穩(wěn)定的電能，提高了能源的利用率。風光互補系統(tǒng)發(fā)電也間接減少了對無法再生能源的開采，促進了我國節(jié)能環(huán)保事業(yè)的進一步發(fā)展。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕