风能和太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源,风力发电(风电)和太阳能发电(光电)系统在我国已得到初步应用。这两种发电方式各有其优点,但风电和光电分别在无风和阴雨天等气候条件下无法保证电能的连续供应,对于无电网的边远地区,单独使用风电或光电需配备相当大的储能设备。采用风力发电和太阳能发电互补(风光互补)技术后,可以有效解决单一发电不连续问题,保证基本稳定的供电。我国属季风气候区,一般冬季风大,太阳辐射强度小;夏季风小,太阳辐射强度大,风光互补发电技术正在得到广泛应用。
小型风光互补发电系统一般包括风力发电机、太阳能电池组件、控制器、逆变器、耗能负载、蓄电池组以及支架等。发电系统具体工作原理如下图所示。白天在太阳光的照射下,太阳能电池组件产生的直流电流与风力发电机组发出的交流电经整流后,通过控制器一部分经逆变器转化成交流电供负载使用,另一部分对蓄电池进行充电;当阳光或风能不足时,蓄电池的电能通过逆变器转化为交流电供交流负载使用。
风光互补发电系统有很多优点:(1)利用太阳能、风能的互补特性,可以获得比较稳定的总输出,有效解决无风或无阳光电力供应中断问题,提高供电的稳定性和可靠性;(2)在保证同样供电的情况下,可大大减少储能蓄电池的容量;(3)对风电和光电进行合理的设计和匹配后,可以基本上保障用户电力供应,无需配备其他电源。