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新型太阳能及风能混合发电系统探究及应用 　　摘 要：可再生能源的综合利用可以促进我国社会的持续发展，并对我国建设环境友好型社会具有重要意义，太阳能和风能则是两种被广泛应用的可再生能源。风力和太阳能单独发电时会面临发电及供?可靠性低、造价高等问题，而采用太阳能-风能混合发电则能够实现优势互补，对于风能和太阳能的综合利用有着重要意义。该文从风能和太阳能的特点出发，对太阳能-风能混合发电系统的研究和应用进行了介绍 关键词：太阳能 风能 混合发电 研究应用 中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（c）-0064-02 1 国内外研究现状 1.1 国外研究现状 风力发电可以有效减少污染，因此被世界上很多国家和地区开发和利用，像荷兰就是著明的风车王国。风力发电的发展可以分为三个阶段：第一阶段是在20世纪70年代到90年代中期，此时风力发电还处于探索阶段。第二阶段是20世纪中期到21世纪，此阶段是风力发电技术走向迅速发展的阶段。进入21世纪后是风力发电发展的第三个阶段，这个阶段越来越重视保护环境，风能等可持续利用清洁能源的发展受到政策支持，开始出现大规模、集中发展 目前全世界有上万个村庄使用太阳能光伏发电，光伏发电被应用于通讯、照明、航空航天、公共电力等很多方面。过去的几年中世界光伏组件快速增长，平均增长率可以达到15%。日本曾经提出“阳光计划”和“新阳光计划”用以发展太阳能电光伏产业，其光伏产业也得到了快速增长。世界上很多国家都有光伏计划，光伏发电也正在走向产业化 1.2 国内研究现状 我国土地广阔，并有2/3的地区为多风地带，风力资源丰富，在20世纪早期我国就进行过风力发电的研究和实验。为了应对世界能源危机和满足偏远地区用电需求我国开始大力发展风电产业，并于1987年建立了第一座并网运行的发电站。随着不断发展我国建立了很多风力发电站，但是风力发电总装机容量在电力网络的总容量中所占比例还比较低，还有很大发展空间 我国光伏发电的起步慢，发展快。20世纪50年代我国开始进行光伏电源的建造，在1959年成功制作了第一块光伏电池，之后我国光伏发电快速发展，1992年在新疆某地实现了用太阳能消灭无电状况，2004年在深圳建立了当时亚洲最大的太阳能并网电站。如今，我国太阳能光伏发电发展迅速，在规模和范围上都在不断扩大，在未来有很大的发展潜力 太阳能和风能具有普遍、无污染、储量巨大等优点，并且除购买设备和维修之外不需要额外投入，价格低廉，因此被广泛利用。但是由于这两种能源的利用容易受到天气、地形的影响，并且分散不易集中，因此，在单独利用时需要面临供电可靠性低、造价高等问题。随着太阳能和风能发电技术的发展，人们根据这两种能源在多方面的互补性，提出了太阳能-风能混合发电系统。目前在风光混合发电系统的研究上，一方面是对控制系统进行计算机仿真和优化设计；另一方面则在研究提高系统供电运行的稳定性和高效性。就目前而言，我国太阳能-风能混合发电系统的应用还不够广泛 2 太阳能和风能相关的理论概念 2.1 风能的相关概念 风是一种常见的自然现象，其成因是太阳辐射，全球能够利用的风能约2×107 MW，这是全球可利用水能总量要大10倍左右。风能的优点体现在蕴藏量大、无污染、可再生以及分布广泛，可以在电网不能到达的就地取材，为偏远地区提供电力。风能也存在一定的缺点，如：能量密度低、不稳定、地区差异大等，容易受到地理环境的影响 2.2 太阳能相关概念 太阳能是一种取之不尽用之不竭的能源，太阳会通过辐射的方式向地球输送大量的能量，而被地球所接受的能量中，人的利用量极少。太阳辐射的优点在于其分布的普遍性，尤其是在一些偏僻地区能够弥补电网不能到达的空缺。太阳能还具有长久性和清洁型，太阳能是可以开发的蕴藏量最大的能源，并且太阳能发电可以极大减少环境污染，对于环境的保护有重要意义。不过太阳能也存在很明显的缺点，首先太阳能具有分散性，这也导致了利用太阳能的低效率以及高成本，虽然能量总量很大，但是能流密度却比较低，使得需要大面积收集和转换装备，使得利用太阳能发电较其他能源的成本较高。太阳能另一个显著特点是间歇性，太阳能的利用会受到海拔、经纬度以及天气阴晴的影响，因此，在利用太阳能时要做好蓄能工作 3 风能和太阳能发电原理 风力发电的基本原理是通过风车叶片旋转来驱动风力发电机工作，随着旋转速度的增加，就可以产生电能。通过对于风力发电的研究人们知道，风速超过3 km/h的时候风车就可以进行发电，风力发电是一个系统，系统中包括充电器、风力发电机和数字逆变器等设备。在风力发电机中是通过定子绕组切割磁力线来产生电能的，这是风能转化成电能的过程。由于风量时常发生变化，所