風光互補供電系統是什么？其工作原理及應用有哪些？

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



一、風光互補供電系統是什么

風光互補供電系統主要由風力發電機組、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，該系統是集風能、太陽能、蓄電池等能源發電技術和系統智能控制技術為一體的復合型可再生能源發電系統。

風能或太陽能單獨發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，可以在很大程度上解決風能或太陽能單獨發電的間歇性情況。在供電和有線傳輸方面，不需要建設大規模的傳輸網絡，鋪設光纖傳輸網絡，降低了成本；比電網供電更省電，更安全。

二、風光互補供電系統的原理

1、風力發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、逆變器系統由多個逆變器組成，將蓄電池中的直流電變為標準的220V交流電，保證交流負載設備的正常使用。同時還具有自動穩壓的功能，可以提高風光互補供電系統的供電質量；

4、控制部分根據日照強度、風力和負載的變化，不斷切換和調整電池組的工作狀態：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，保證整個系統的連續性和穩定性；

5、蓄電池部分由多個蓄電池組成，在系統中同時起到能量調節和負荷平衡兩個作用。它將風力發電系統和光伏發電系統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。

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



三、風光互補供電系統的應用

廣泛應用于平安城市建設、智慧林業、智慧農業、智慧交通、智慧水利、智慧電網、邊海防、石油石化、氣象環保、環境監測、生態保護、災害預警、軍警、煤礦冶金、發電集團、運營商基站等領域系統供電，具體分類如下：

1、智慧水利：河長制、湖長制、河道監測、地下水資源監測、水質監測、水庫監測、水流量監測供電；

2、智慧林業：林區進出口輔助卡口監控、天眼監控、森林防火監測、秸稈燃燒供電；

3、智慧交通：高速公路沿線視頻監控、電子警察、卡口抓拍、隧道照明、道路監控、交通調查設備、高鐵鐵路沿線監控、港口視頻監控、海事航視頻監控供電系統；

4、智慧電網：架空式輸電在線監測監控、架空式輸電線路防外力破外預警監控系統、架空式輸電線路覆冰在線監測、架空式輸電線路微氣象在線監測供電系統；

5、智慧農業：農業物聯網、農產品溯源、農田灌溉、土壤監測、水產養殖監控供電系統；

6、平安城市建設：平安城市監控、天網工程、雪亮工程監控供電系統；

7、生態保護：濕地自然保護區監控、野生動物監測保護監控供電系統；

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/廠站監控、閥室監控、可燃氣體監測、管道陰極保護、油氣田數據、輸油管道監測供電系統；

10、氣象環保：空氣溫濕度監測、PM2.5監測、水雨情衛星監測、氣象站、污水處理廠、污染源監控供電系統；

11、軍警領域：反走私視頻監控、邊防哨所、海島邊防、單兵作戰裝備供電系統；

12、煤礦冶金：煤礦安全監控、國土資源礦山監控供電系統；

13、發電集團：火電廠監控、水電站監控、風電場監控供電系統；

14、運營商：基站、微基站、通信保障供電系統。

以上是風光互補供電系統的相關介紹。利用風能、太陽能的互補性，可以獲得比較穩定的輸出，系統有較高的穩定性和可靠性。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提供，很少或不需要啟動柴油發電機組等備用電源，可以獲得較好的社會效益和經濟效益。