風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電是世界上最清潔、最現(xiàn)實(shí)和最有前景的發(fā)電方式之一。風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)是一種合理的互補(bǔ)性供電方式，在供電的應(yīng)用上，它解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)無電的供電問題。今天我們詳細(xì)講下風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的工作原理及應(yīng)用。



一、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)是什么

風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交直流負(fù)荷等組成，該系統(tǒng)是集風(fēng)能、太陽能、蓄電池等能源發(fā)電技術(shù)和系統(tǒng)智能控制技術(shù)為一體的復(fù)合型可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。

風(fēng)能或太陽能單獨(dú)發(fā)電受到自然條件的嚴(yán)重限制，但它在時間和空間上具有很大的互補(bǔ)性。因此，將兩者結(jié)合起來，形成風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，可以在很大程度上解決風(fēng)能或太陽能單獨(dú)發(fā)電的間歇性情況。在供電和有線傳輸方面，不需要建設(shè)大規(guī)模的傳輸網(wǎng)絡(luò)，鋪設(shè)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，降低了成本；比電網(wǎng)供電更省電，更安全。

二、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的原理

1、風(fēng)力發(fā)電部分利用風(fēng)輪機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過風(fēng)輪機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過控制器給蓄電池充電，通過逆變器給負(fù)載供電；

2、光伏發(fā)電部分利用太陽能電池板的光伏效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為電能，然后給蓄電池充電，再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，向負(fù)載供電；

3、逆變器系統(tǒng)由多個逆變器組成，將蓄電池中的直流電變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的220V交流電，保證交流負(fù)載設(shè)備的正常使用。同時還具有自動穩(wěn)壓的功能，可以提高風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量；

4、控制部分根據(jù)日照強(qiáng)度、風(fēng)力和負(fù)載的變化，不斷切換和調(diào)整電池組的工作狀態(tài)：一方面，調(diào)整后的電能直接送入直流或交流負(fù)載。另一方面，多余的電能被送到電池組中儲存。當(dāng)發(fā)電量不能滿足負(fù)荷需求時，控制器將電池的電能送至負(fù)荷，保證整個系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性；

5、蓄電池部分由多個蓄電池組成，在系統(tǒng)中同時起到能量調(diào)節(jié)和負(fù)荷平衡兩個作用。它將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并儲存起來，以便在電力供應(yīng)不足時使用。

根據(jù)風(fēng)和太陽輻射的變化，風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)可以在以下三種模式下運(yùn)行：風(fēng)力發(fā)電機(jī)單獨(dú)向負(fù)載供電；光伏發(fā)電系統(tǒng)單獨(dú)向負(fù)載供電；風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光伏發(fā)電系統(tǒng)共同向負(fù)載供電。



三、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的應(yīng)用

廣泛應(yīng)用于平安城市建設(shè)、智慧林業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧交通、智慧水利、智慧電網(wǎng)、邊海防、石油石化、氣象環(huán)保、環(huán)境監(jiān)測、生態(tài)保護(hù)、災(zāi)害預(yù)警、軍警、煤礦冶金、發(fā)電集團(tuán)、運(yùn)營商基站等領(lǐng)域系統(tǒng)供電，具體分類如下：

1、智慧水利：河長制、湖長制、河道監(jiān)測、地下水資源監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、水庫監(jiān)測、水流量監(jiān)測供電；

2、智慧林業(yè)：林區(qū)進(jìn)出口輔助卡口監(jiān)控、天眼監(jiān)控、森林防火監(jiān)測、秸稈燃燒供電；

3、智慧交通：高速公路沿線視頻監(jiān)控、電子警察、卡口抓拍、隧道照明、道路監(jiān)控、交通調(diào)查設(shè)備、高鐵鐵路沿線監(jiān)控、港口視頻監(jiān)控、海事航視頻監(jiān)控供電系統(tǒng)；

4、智慧電網(wǎng)：架空式輸電在線監(jiān)測監(jiān)控、架空式輸電線路防外力破外預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng)、架空式輸電線路覆冰在線監(jiān)測、架空式輸電線路微氣象在線監(jiān)測供電系統(tǒng)；

5、智慧農(nóng)業(yè)：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)產(chǎn)品溯源、農(nóng)田灌溉、土壤監(jiān)測、水產(chǎn)養(yǎng)殖監(jiān)控供電系統(tǒng)；

6、平安城市建設(shè)：平安城市監(jiān)控、天網(wǎng)工程、雪亮工程監(jiān)控供電系統(tǒng)；

7、生態(tài)保護(hù)：濕地自然保護(hù)區(qū)監(jiān)控、野生動物監(jiān)測保護(hù)監(jiān)控供電系統(tǒng)；

8、災(zāi)害預(yù)警：山洪災(zāi)害預(yù)警、氣象災(zāi)害預(yù)警、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、自然災(zāi)害預(yù)警；

9、石油石化：井場/廠站監(jiān)控、閥室監(jiān)控、可燃?xì)怏w監(jiān)測、管道陰極保護(hù)、油氣田數(shù)據(jù)、輸油管道監(jiān)測供電系統(tǒng)；

10、氣象環(huán)保：空氣溫濕度監(jiān)測、PM2.5監(jiān)測、水雨情衛(wèi)星監(jiān)測、氣象站、污水處理廠、污染源監(jiān)控供電系統(tǒng)；

11、軍警領(lǐng)域：反走私視頻監(jiān)控、邊防哨所、海島邊防、單兵作戰(zhàn)裝備供電系統(tǒng)；

12、煤礦冶金：煤礦安全監(jiān)控、國土資源礦山監(jiān)控供電系統(tǒng)；

13、發(fā)電集團(tuán)：火電廠監(jiān)控、水電站監(jiān)控、風(fēng)電場監(jiān)控供電系統(tǒng)；

14、運(yùn)營商：基站、微基站、通信保障供電系統(tǒng)。

以上是風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的相關(guān)介紹。利用風(fēng)能、太陽能的互補(bǔ)性，可以獲得比較穩(wěn)定的輸出，系統(tǒng)有較高的穩(wěn)定性和可靠性。通過合理的設(shè)計(jì)和匹配，電力基本可以由風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)提供，很少或不需要啟動柴油發(fā)電機(jī)組等備用電源，可以獲得較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。