太阳能风能综合发电系统的应用

1 风光互补系统的设计分析

1.1 系统设计方案

其构成内容主要包括光伏发电组件阵列、风力发电机组、风机控制器等。对风力和太阳辐射的变化进行分析，其供电模式运行主要包括风力发电机独自向水泵供电、风力与光伏同时供电等。

1.2 系统各个部分分析

1.2.1 逆变器

在风光互补设备方面，逆变器占据着重要的地位，其可靠性和安全性突出，对于整个光伏系统产生了很大的影响。而在选择逆变器时，首先，风光互补系统应严格监测光伏阵列的输出情况，准确判断周围环境，然后确保相应动作的顺利完成。其次，输入电压的适应范围应具备较宽的性质，通常来说，太阳能组件端电压的变化，与日照强度的变化范围之间有着密切的联系，所以逆变器明确提出了对较大的直流输入电压范围的要求，并注重输出的交流电压稳定性的提升。

1.2.2 风力发电机组

在现代风力发电机中，水平轴式比较常见，通常来说，叶片、轮毂、机舱等是水平轴式风力发电机的重要构成内容。风力机的风轮与风的来向相符，在风通过风轮平面的情况下，由于风速具有高度的差异性，极容易造成压强差的出现，从而发挥出对风轮转动的推动作用。表1为风力发电机组技术指标。

表1 风力发电机组技术指标额定功率5000W额定功率2000W最大功率≤7000W最大功率3000W启动风速2.5m/s启动风速3m/s安全风速45m/s安全风速40m/s叶片材质增强玻璃钢叶片材质增强玻璃钢

1.2.3 风光互补发电控制系统

对其供电源进行分析，主要体现在太阳能光伏阵列和风力发电机组，借助自然资源的应用，为互补设计提供有力依据。图1为风光互补控制原理框图。针对其作用，不仅可以对风电回路的发电情况进行严格检测，而且还可以有效检测风速风向的变化情况。

图1 风光互补控制系统原理框图

2 风光互补系统的其它应用

2.1 风光互补系统的通讯基站

针对于我国大片山区，通讯基站的架设可以对当地气象资料实现有效记录，但是基站用电过程中，在地理位置因素的影响下，极容易提高线路运营成本，而且维修难度较高，在山区加强风光互补发电系统的构建，可以确保上述问题得到顺利解决和处理。

图2 通讯基站系统整体框图

通常来说，能量产生环节、能量消耗环节、能量存储环节等是通讯基站设计风光互补发电系统的重要构成内容，其系统框图如图2所示。其中，光伏阵列加装MPPT最大功率跟踪系统，可以为光伏电池最大功率输出创造有利条件，系统可以不断提高太阳能资源利用效率，将系统开发成本控制在合理范围内，两路直流电经过直流汇流箱，可以促进汇流的顺利进行。而在判定光伏阵列、风力机组时，应从实际负荷情况出发。

在能量存储环节，要想将基于一体式充电造成单只电池损坏现象的发生几率降至最低，系统应加强均冲模式的应用，逐一为电池组进行充电。在充电过程中，如果单只电池的端电压比设定值大，应及时对充电路进行断开，系统应暂停对该电池实施充电，通过控制器，可以为检测装置与下一只单体电池的接入提供便利。基于此，系统可以对各个蓄电池组进行检测，确保一个循环过程的顺利完成，有效管理蓄电池组中的各个电池，从而有效延长蓄电池的使用寿命。

2.2 摄像监控

在高速公路的监控设备方面，风光互补发电系统的应用价值显著，相比于传统的电缆供电，其性价比优势突出。太阳能和风能是能源的主要来源，其无污染性质突出，而且后期维护具有高度的便利性。

要想确保高速公路沿线监视设备位置的合理性，应对当地日照时间进行深入分析。面对阴雨天气的出现，系统所需的电池供电时间较多，如果电池无法做到与监视设备工作所需的工作时间相一致，极容易造成监视设备瘫痪现象的出现。由于雨季的影响，公路上极容易引发事故问题，由于夜晚无太阳，所以需要庞大的蓄电池容量，而当前市场上蓄电池的寿命最长为4年，所以极容易增加系统后期维护成本。太阳能电池的转化效率并不高，在机电工程供电过程中，对太阳能电池板面积的要求较高，而夜晚由于风力较大，所以风力机组的加装非常关键，加强风光互补发电系统的构建，可以使太阳能或风能发电系统单独设置的薄弱点得到弥补、完善，不仅有助于季节性互补的形成，而且一天内时间性互补也可以得到落实，与传统供电方式进行对比，其经济性突出，而且确保良好的供电质量。

文章来源：《太阳能学报》 网址: http://www.tynxbzz.cn/qikandaodu/2021/0128/565.html