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



一、風光互補供電系統(tǒng)是什么

風光互補供電系統(tǒng)主要由風力發(fā)電機組、太陽能光伏電池組、控制器、蓄電池、逆變器、交直流負荷等組成，該系統(tǒng)是集風能、太陽能、蓄電池等能源發(fā)電技術和系統(tǒng)智能控制技術為一體的復合型可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。

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

二、風光互補供電系統(tǒng)的原理

1、風力發(fā)電部分利用風輪機將風能轉化為機械能，再通過風輪機將機械能轉化為電能，然后通過控制器給蓄電池充電，通過逆變器給負載供電；

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

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)闃藴实?20V交流電，保證交流負載設備的正常使用。同時還具有自動穩(wěn)壓的功能，可以提高風光互補供電系統(tǒng)的供電質量；

4、控制部分根據(jù)日照強度、風力和負載的變化，不斷切換和調整電池組的工作狀態(tài)：一方面，調整后的電能直接送入直流或交流負載。另一方面，多余的電能被送到電池組中儲存。當發(fā)電量不能滿足負荷需求時，控制器將電池的電能送至負荷，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)中同時起到能量調節(jié)和負荷平衡兩個作用。它將風力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉化為化學能，并儲存起來，以便在電力供應不足時使用。

根據(jù)風和太陽輻射的變化，風光互補供電系統(tǒng)可以在以下三種模式下運行：風力發(fā)電機單獨向負載供電；光伏發(fā)電系統(tǒng)單獨向負載供電；風力發(fā)電機和光伏發(fā)電系統(tǒng)共同向負載供電。



三、風光互補供電系統(tǒng)的應用

廣泛應用于平安城市建設、智慧林業(yè)、智慧農業(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、災害預警、軍警、煤礦冶金、發(fā)電集團、運營商基站等領域系統(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、交通調查設備、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、智慧農業(yè)：農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農產(chǎn)品溯源、農田灌溉、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：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：濕地自然保護區(qū)監(jiān)控、野生動物監(jiān)測保護監(jiān)控供電系統(tǒng)；

8、災害預警：山洪災害預警、氣象災害預警、地質災害預警、自然災害預警；

9、石油石化：井場/廠站監(jiān)控、閥室監(jiān)控、可燃氣體監(jiān)測、管道陰極保護、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：火電廠監(jiān)控、水電站監(jiān)控、風電場監(jiān)控供電系統(tǒng)；

14、運營商：基站、微基站、通信保障供電系統(tǒng)。

以上是風光互補供電系統(tǒng)的相關介紹。利用風能、太陽能的互補性，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。通過合理的設計和匹配，電力基本可以由風光互補供電系統(tǒng)提供，很少或不需要啟動柴油發(fā)電機組等備用電源，可以獲得較好的社會效益和經(jīng)濟效益。