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文章介紹了風(fēng)和太陽(yáng)能發(fā)展現(xiàn)狀，風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)控制器。

1 風(fēng)和太陽(yáng)能發(fā)展現(xiàn)狀

目前在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家起步早而且發(fā)展較快，技術(shù)相對(duì)比較成熟。我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)起步較晚，盡管我國(guó)近幾年風(fēng)力發(fā)電增長(zhǎng)很快，但無論是在裝備制造水平，還是在總裝機(jī)容量上，和歐美一些風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距。截止2007年底，我國(guó)風(fēng)機(jī)裝機(jī)總量將近6gw，年發(fā)電量站全國(guó)發(fā)電量的0.8%左右，比2000年風(fēng)電發(fā)電增加近10倍。2008年一年新增風(fēng)電裝機(jī)容量6154.2 mw，比過去20年累計(jì)的總量還多，累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量約為12153 mw，約占全國(guó)裝機(jī)總量的15%，累計(jì)裝機(jī)增長(zhǎng)率為103%。為了推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電的發(fā)展，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)明確提出我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的規(guī)劃目標(biāo)：2005年全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)到100萬千瓦，2010年全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)到400萬千瓦，2015年全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)到1000萬千瓦，2020年全國(guó)風(fēng)電裝機(jī)總量達(dá)到2000萬千瓦，占全國(guó)總裝機(jī)容量2%左右。

2 風(fēng)電互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)

我國(guó)具有豐富的太陽(yáng)能、風(fēng)能資源，并已經(jīng)應(yīng)用于許多領(lǐng)域。但不能避免的是，無論風(fēng)力資源還是太陽(yáng)能資源都是不確定的，由于資源的不確定性，風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電具有不平衡性，不能直接用來給負(fù)載供電。為了給負(fù)載提供穩(wěn)定的電源，必須借助蓄電池這個(gè)“中樞”才能給負(fù)載提供穩(wěn)定的電源，由蓄電池、太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及控制器等構(gòu)成的智能型風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)能將風(fēng)能和太陽(yáng)能在時(shí)間上和地域上的互補(bǔ)性很好的銜接起來。

2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)力機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機(jī)分為直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。

1)直流發(fā)電機(jī)。電勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)。該類發(fā)電機(jī)分自勵(lì)、它勵(lì)和復(fù)勵(lì)三種形式，小型直流發(fā)電系統(tǒng)一般和蓄電池匹配使用，裝置容量一般為1000 w以下。永磁直流發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)與電勵(lì)磁式直流發(fā)電機(jī)相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其輸出電壓隨風(fēng)速變化，需在發(fā)電機(jī)和負(fù)載間增加蓄電池和控制系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)占空比來調(diào)節(jié)輸出電壓。由于直流發(fā)電機(jī)構(gòu)造復(fù)雜、價(jià)格昂貴，而且直流發(fā)電機(jī)帶有換向器和整流子，一旦出現(xiàn)故障，維護(hù)十分麻煩，因此在實(shí)際應(yīng)用中此類風(fēng)力發(fā)電機(jī)較少采用。

2)交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)分：同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)在同步轉(zhuǎn)速時(shí)工作，同步轉(zhuǎn)速是由同步發(fā)電機(jī)的極數(shù)和頻率共同決定，而異步發(fā)電機(jī)則是以略高于同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速工作。主要有無刷爪極自勵(lì)發(fā)電機(jī)、整流自勵(lì)交流發(fā)電機(jī)、感應(yīng)發(fā)電機(jī)和永磁發(fā)電機(jī)等。目前在小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中主要使用三相永磁同步發(fā)電機(jī)。三相永磁同步發(fā)電機(jī)一般體積較小、效率較高、而且價(jià)格便宜。永磁同步發(fā)電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與一般同步電機(jī)相同，轉(zhuǎn)子采用永磁結(jié)構(gòu)，由于沒有勵(lì)磁繞組，不消耗勵(lì)磁功率，因而有較高的效率。另外，由于永磁同步發(fā)電機(jī)省去了換向裝置和電刷，可靠性高，定子鐵耗和機(jī)械損耗相對(duì)較小，使用壽命長(zhǎng)。

2.2 太陽(yáng)能光伏電池原理

光伏電池是直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的器件，其工作原理是：當(dāng)太陽(yáng)光輻射到光伏電池的表面時(shí)，光子會(huì)沖擊光伏電池內(nèi)部的價(jià)電子，當(dāng)價(jià)電子獲得大于禁帶寬度eg的能量，價(jià)電子就會(huì)沖出共價(jià)鍵的約束從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生大量非平衡狀態(tài)的電子-空穴對(duì)。被激發(fā)的電子和空穴經(jīng)自由碰撞后，在光伏電池半導(dǎo)體中復(fù)合達(dá)到平衡。