1风光互补发电系统的概述 风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）讲发出的电能储存到蓄电池中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。 在国外对于风光互补供电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。
1风光互补发电系统的概述
风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）讲发出的电能储存到蓄电池中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。
在国外对于风光互补供电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，只要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。
2风—光互补联合发电系统的优缺点
采用风光互补系统的目的是为了更高效率的利用可再生能源，实现风力发电与太阳能发电的互补。在风力强的季节或时间内以风力发电为主，以太阳光发电为辅向负荷供电。中国西北、华北、东北地区冬、春季风力强，夏秋季风力弱，但太阳辐射强，从资源的利用上恰好可以互补；因此在电网覆盖不到的偏远地区或海岛利用风力—太阳光发电系统是一种合理的可靠的获得电力供应的方法。
2．1风光互补发电系统的优点
利用太阳能、风能的互补特性，可以获得比较稳定的总输出，提高系统供电的稳定性和可靠性；在保证同样供电的情况下，可大大减少储能蓄电池的容量；对混合发电系统进行合理的设计和匹配，可以基本上由风光系统供电，很少启动备用电源如柴油发电机等，并可获得较好的社会经济效益。所以综合开发利用风能、太阳能，发展风光互补联合发电有着广阔的前景受到了很多国家的重视。
2．2风光互补系统的缺点
风电和光电系统都存在一个共同的缺陷，就是资源的不确定性导致发电与用电负荷的不平衡，风电和光电系统都必须通过蓄电池储能才能稳定供电，但每天的发电量受天气的影响很大，会导致系统的蓄电池组长期处于亏电状态，这也是引起蓄电池组使用寿命降低的主要原因。
由于太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。同时，风电和光电系统在蓄电池组和逆变环节是可以通用的，所以风光互补发电系统的造价可以降低，系统成本趋于合理。
3风光互补供电系统
风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。
3．1风光互补系统的结构组成及原理
1）风力发电部分
该部分主要有风力发电机组，利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电。
在风光互补系统中，风力发电机组的参数十分重要，主要有：切入风速与切出风速、额定风速与额定输出功率、最大输出功率与安全风速、风能利用系数、调速机构和制动系统、对环境的适应能力、安装和维护的简易性等等，在进行设计时要综合考虑。
2）光伏发电部分
光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电。
3）逆变部分
逆变器是将太阳能输出直流电转变为交流电，它是影响系统可靠性的关键因素，为了提高系统的适应工作，这就要求逆变器具有合理的电路结构，具备各种保护功能，整机效率高，输出电压波形的失真度低，直流输入电压有交款的适应范围。
4）控制部分
控制部分根据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载；另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储，保证了整个系统工作的连续性和稳定性。
5）蓄电池组部分
蓄电池部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。
3．2结构的设计
1）太阳能电池阵列
（1）太阳能电池阵列设计原理
太阳能电池阵列指的是安装在屋顶或地面上的太阳能电池组件的组合；
主要依据是要满足在平均的天气条件下可以满足负载的每日用电需求，蓄电池在数天恶劣的气候条件下，其荷电状态会降低很多，而设计中较好的办法是使阵列满足最恶劣的季节的负载需求，也就是保证在光照情况最差的情况下蓄电池也能够被完全充满电，从而保证较长的工作寿命和较低的维护费用。
对于太阳能电池功率的确定，首先要把它转换，如式：
T=H（kw2h）/I（kw2h）
H为峰值日照小时数，I为标准日幅度，T为平均峰值日照时间。
光伏阵列工作特性
在使用过程中，总是希望太阳电池输出大电流、高电压。下面是理想的PN结太阳电池I-v特性曲线。
（2）太阳电池I-v特性曲线
如图所示是在某一确定的日照强度和温度下，太阳电池的输出电压和输出电流之间的关系。I-v特性曲线表明太阳能电池既非恒压源和恒流源，而是一个非线性直流电源，输出电流在大部分工作电压范围内相当恒定，最终在一个足够高的电压之后，电压迅速下降至零。
2）最佳倾角
在安装太阳能电池板时，电池板与水平面的夹角称作倾角，当斜面上接受的太阳总辐射量达到最大时，称为最佳倾角。
根据几何学原理，欲使阳光垂直照射在太阳能电池板上，倾角应按如下公式计算：倾角=90-高度角。
当倾角等于纬度时，投射在太阳能电池板上的平均日照强度最高，为了优化性能，电池板的倾角等于场地所在的纬度，只有太阳光垂直于组件面板时，太阳电池阵列的电能输出才能达到最大值。
3）光电式传感器
光电式传感器的原理基于光电效应，即光照射在某一物体上，物体受到一连串能量为hf的光子所轰击，被照射物体材料吸收了光子的能量发生相应电效应的物理装置。
风能和太阳能都是清洁能源，随着光伏发电技术、风力发电技术的日趋成熟及实用化进程中产品的不断完善，为风光互补发电系统的推广应用奠定了基础。风光互补发电系统推动了我国节能环保事业的发展，促进资源节约型和环境友好型社会的建设。
