太陽能風能綜合發電系統的應用

劉彬彬

(國家電投集團山西可再生能源有限公司，山西 太原 030000)

1 風光互補系統的設計分析

1.1 系統設計方案

其構成內容主要包括光伏發電組件陣列、風力發電機組、風機控制器等。對風力和太陽輻射的變化進行分析，其供電模式運行主要包括風力發電機獨自向水泵供電、風力與光伏同時供電等。

1.2 系統各個部分分析

1.2.1 逆變器

在風光互補設備方面，逆變器占據著重要的地位，其可靠性和安全性突出，對于整個光伏系統產生了很大的影響。而在選擇逆變器時，首先，風光互補系統應嚴格監測光伏陣列的輸出情況，準確判斷周圍環境，然后確保相應動作的順利完成。其次，輸入電壓的適應范圍應具備較寬的性質，通常來說，太陽能組件端電壓的變化，與日照強度的變化范圍之間有著密切的聯系，所以逆變器明確提出了對較大的直流輸入電壓范圍的要求，并注重輸出的交流電壓穩定性的提升。

1.2.2 風力發電機組

在現代風力發電機中，水平軸式比較常見，通常來說，葉片、輪轂、機艙等是水平軸式風力發電機的重要構成內容。風力機的風輪與風的來向相符，在風通過風輪平面的情況下，由于風速具有高度的差異性，極容易造成壓強差的出現，從而發揮出對風輪轉動的推動作用。表1為風力發電機組技術指標。

表1 風力發電機組技術指標

1.2.3 風光互補發電控制系統

對其供電源進行分析，主要體現在太陽能光伏陣列和風力發電機組，借助自然資源的應用，為互補設計提供有力依據。圖1為風光互補控制原理框圖。針對其作用，不僅可以對風電回路的發電情況進行嚴格檢測，而且還可以有效檢測風速風向的變化情況。

圖1 風光互補控制系統原理框圖

2 風光互補系統的其它應用

2.1 風光互補系統的通訊基站

針對于我國大片山區，通訊基站的架設可以對當地氣象資料實現有效記錄，但是基站用電過程中，在地理位置因素的影響下，極容易提高線路運營成本，而且維修難度較高，在山區加強風光互補發電系統的構建，可以確保上述問題得到順利解決和處理。

圖2 通訊基站系統整體框圖

通常來說，能量產生環節、能量消耗環節、能量存儲環節等是通訊基站設計風光互補發電系統的重要構成內容，其系統框圖如圖2所示。其中，光伏陣列加裝MPPT最大功率跟蹤系統，可以為光伏電池最大功率輸出創造有利條件，系統可以不斷提高太陽能資源利用效率，將系統開發成本控制在合理范圍內，兩路直流電經過直流匯流箱，可以促進匯流的順利進行。而在判定光伏陣列、風力機組時，應從實際負荷情況出發。

在能量存儲環節，要想將基于一體式充電造成單只電池損壞現象的發生幾率降至最低，系統應加強均沖模式的應用，逐一為電池組進行充電。在充電過程中，如果單只電池的端電壓比設定值大，應及時對充電路進行斷開，系統應暫停對該電池實施充電，通過控制器，可以為檢測裝置與下一只單體電池的接入提供便利。基于此，系統可以對各個蓄電池組進行檢測，確保一個循環過程的順利完成，有效管理蓄電池組中的各個電池，從而有效延長蓄電池的使用壽命。

2.2 攝像監控

在高速公路的監控設備方面，風光互補發電系統的應用價值顯著，相比于傳統的電纜供電，其性價比優勢突出。太陽能和風能是能源的主要來源，其無污染性質突出，而且后期維護具有高度的便利性。

要想確保高速公路沿線監視設備位置的合理性，應對當地日照時間進行深入分析。面對陰雨天氣的出現，系統所需的電池供電時間較多，如果電池無法做到與監視設備工作所需的工作時間相一致，極容易造成監視設備癱瘓現象的出現。由于雨季的影響，公路上極容易引發事故問題，由于夜晚無太陽，所以需要龐大的蓄電池容量，而當前市場上蓄電池的壽命最長為4年，所以極容易增加系統后期維護成本。太陽能電池的轉化效率并不高，在機電工程供電過程中，對太陽能電池板面積的要求較高，而夜晚由于風力較大，所以風力機組的加裝非常關鍵，加強風光互補發電系統的構建，可以使太陽能或風能發電系統單獨設置的薄弱點得到彌補、完善，不僅有助于季節性互補的形成，而且一天內時間性互補也可以得到落實，與傳統供電方式進行對比，其經濟性突出，而且確保良好的供電質量。

3 結語

綜上所述，當前我國對于節能減排和綠色能源開發等政策的重視程度較高，風光互補發電系統的開發，對于提高新興能源的利用效率具有很大的幫助，其現實性意義突出。風光互補發電系統，不僅可以便利于邊遠地區的生產生活，而且還可以將當地的生活品質提升上來，確保經濟效益的穩步提升。但是太陽能、風能綜合發電系統應用之路充滿機遇與挑戰，要想促進系統的健康發展，應進行不斷探討和研究。