內(nèi)蒙古風(fēng)能、光能資源怎樣綜合利用

　　從目前中國新能源發(fā)電的情況來看，風(fēng)能和光能的綜合利用發(fā)電可以實現(xiàn)更高的效率。由于風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電之間的強大互補性，輸送到電網(wǎng)的電力更加穩(wěn)定，風(fēng)力 - 太陽能混合發(fā)電可以大大降低整體發(fā)電成本，接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀風(fēng)力工程論文。

　　風(fēng)，是空氣對流所形成的，其本身攜帶著極大的能量。從根本上看，風(fēng)能其實是太陽能的另一種體現(xiàn)，因為風(fēng)能實際上是由于太陽光對地球表面的不均勻照射所引起的。風(fēng)能與太陽能最顯著的特點便是廉價，并且儲量無限，目前被業(yè)內(nèi)人士看好的2種可再生能源。風(fēng)能、光能資源的綜合利用，簡單地說就是風(fēng)光互補發(fā)電，展現(xiàn)自身的優(yōu)點，來彌補對方的缺點。從現(xiàn)實的發(fā)電情況來看，單純的太陽能發(fā)電系統(tǒng)受日照影響較大，并且發(fā)電成本較高;而風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的運營維護成本較低，但輸出電能不穩(wěn)定。因此如何將兩者合理地綜合利用，是一個非常值得研究的課題。

　　1內(nèi)蒙古風(fēng)能與光能資源優(yōu)勢概況

　　總體來說，內(nèi)蒙古地區(qū)的風(fēng)能以及太陽能資源都十分豐富。一年四季的氣候大多為干旱少雨的氣候，并且日照非常充足，因此太陽能資源足夠豐富。根據(jù)過往內(nèi)蒙古自治區(qū)的氣象數(shù)據(jù)顯示，一年內(nèi)太陽輻射的變化呈現(xiàn)出正弦函數(shù)規(guī)律，即太陽能資源在夏半年最豐富，而在冬半年相對較少。除此之外，資料顯示內(nèi)蒙古自治區(qū)的風(fēng)能資源占全國總風(fēng)力資源的40%，居全國首位，可見風(fēng)能的利用價值十分可觀。

　　2風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的組成和原理

　　風(fēng)力發(fā)電，就是將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)換為風(fēng)車葉片的旋轉(zhuǎn)機械能，并通過增速機提速來發(fā)電，根據(jù)發(fā)電機運行方式的不同，可以將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分為2種：恒速恒頻發(fā)電與變速恒頻發(fā)電。太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心是太陽能電池陣列，太陽能電池中所采用的半導(dǎo)體材料能夠直接將太陽能輻射轉(zhuǎn)換為電能，除太陽能電池之外，逆變器、控制器以及蓄電池等也是太陽能發(fā)電系統(tǒng)必不可少的組成部分。

　　風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)，即將風(fēng)力發(fā)電與太陽能電池發(fā)電有機結(jié)合，從而形成一個聯(lián)合供電系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖可知，該系統(tǒng)主要由風(fēng)力發(fā)電機、整流器(針對風(fēng)力發(fā)電不穩(wěn)定性而設(shè))、太陽能電池陣列以及蓄電池等部分組成。首先將2種發(fā)電形式所輸出的電能儲存于蓄電池中，當(dāng)接入直流負載時，電能直接通過控制器輸送于負載中;當(dāng)接入交流負載時，直流電需要通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電之后再輸出。

　　3內(nèi)蒙古風(fēng)能、光能資源的綜合利用路徑選擇

　　3.1并網(wǎng)發(fā)電和主電網(wǎng)配套發(fā)展模式

　　整個內(nèi)蒙古地區(qū)的風(fēng)能資源主要存在于西部地區(qū)和中部地區(qū)，其中又屬西部地區(qū)的風(fēng)能資源最大，從現(xiàn)有技術(shù)來看，中西部地區(qū)可供開發(fā)的風(fēng)能資源儲量總共為5000萬kW左右。不管是從前期開發(fā)成本來看，還是后期的運營維護成本來看，風(fēng)力發(fā)電都屬于較為經(jīng)濟的發(fā)電方式，但是風(fēng)力發(fā)電同太陽能發(fā)電類似，間歇性與波動性是其固有特性，容易形成非穩(wěn)定電源，對電網(wǎng)有一定的沖擊作用，影響電源電壓、頻率電能質(zhì)量以及繼電保護等，這些有害影響是阻礙風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電并網(wǎng)最主要的因素。

　　風(fēng)力發(fā)電站與太陽能發(fā)電站的建設(shè)場地在很大程度上取決于電網(wǎng)，內(nèi)蒙古中西部地區(qū)的電網(wǎng)較為完善，但該地區(qū)距離電力負荷中心較遠，因此要發(fā)展相應(yīng)的地區(qū)電網(wǎng)，以方便電力的輸送。當(dāng)要大規(guī)模發(fā)展風(fēng)能發(fā)電與太陽能發(fā)電時，現(xiàn)有的主電網(wǎng)很可能不能完全接受規(guī)模擴大后的風(fēng)電、太陽能發(fā)電接入，此時便需要建設(shè)與之配套的高電壓電網(wǎng)，形成并網(wǎng)發(fā)電和主電網(wǎng)配套發(fā)展的模式，為風(fēng)力發(fā)電站、太陽能發(fā)電站的建設(shè)與電力輸出提供保障。

　　3.2并網(wǎng)發(fā)電和其他電源同步發(fā)展模式

　　就內(nèi)蒙古中西部地區(qū)的現(xiàn)有發(fā)展情況來看，風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電并網(wǎng)與其他電源同步發(fā)展的模式是目前為止的最佳選擇方案。其他非風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電的電力資源(比如火力發(fā)電和水力發(fā)電等)的建設(shè)能大大提高電網(wǎng)的調(diào)峰能力，減小不穩(wěn)定電能對電網(wǎng)的沖擊作用，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運行。

　　3.3風(fēng)光互補型發(fā)電模式

　　首先，就時間上而言，風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電之間具有非常強的互補性，白天的太陽光輻射最強，此時風(fēng)力較小，夜晚由于地表的溫度差異加大了風(fēng)力。夏天風(fēng)力弱但太陽輻射很強，冬天太陽輻射雖弱但風(fēng)力較強，因此風(fēng)光互補型發(fā)電模式在時間上具有優(yōu)良的匹配性能。其次，在發(fā)電成本上，由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)與太陽能發(fā)電系統(tǒng)都需要蓄電池組和逆變器設(shè)備，因此二者可以通用，從而降低二者的開發(fā)成本，根據(jù)相關(guān)資料顯示，當(dāng)發(fā)電容量相等時，風(fēng)光互補型電站的建設(shè)成本比光伏電站的建設(shè)成本低10%�？傮w來說，風(fēng)光互補型發(fā)電系統(tǒng)對資源的利用率較高，并且其產(chǎn)生的電能大大滿足了人們的生產(chǎn)以及生活需求，同時這種發(fā)電模式所輸出的電能更加穩(wěn)定，是一種環(huán)境友好型發(fā)電模式。

　　3.4綜合應(yīng)用模式

　　隨著建設(shè)社會主義新農(nóng)村步伐的推進，可以帶動居民小區(qū)的建立，從而在居住人群較為集中的小區(qū)或者鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)建設(shè)一種風(fēng)能、太陽能綜合應(yīng)用分布式發(fā)展的能源利用模式。該電能供應(yīng)模式最大的優(yōu)點便是靠近用戶，從而可以根據(jù)用戶的負荷情況以及當(dāng)?shù)氐馁Y源條件來合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)電容量，并逐步實現(xiàn)多系統(tǒng)下能源的梯級利用。除此之外，該分布式能源發(fā)電方式適合于地廣人稀的山區(qū)以及農(nóng)村等地，因為這部分地區(qū)很難建設(shè)大型的風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，分布式發(fā)電模式可以有效解決偏遠地區(qū)的生產(chǎn)和生活用電。分布式發(fā)電的建設(shè)周期較短，規(guī)模較小，因此成本較低、維修簡單。因為靠近負荷區(qū)，所以電能的輸送損失較小，對能源的利用率較高。將來電網(wǎng)擴容時，還可以采取單機分散并網(wǎng)的措施。

　　另外，被動式太陽房的建設(shè)也是一種能源的綜合利用方式，選用當(dāng)?shù)氐乃槭�，沙子等作為建筑材料，可大大降低建設(shè)成本;或者建設(shè)中小型風(fēng)能、太陽能發(fā)電站，以滿足當(dāng)?shù)赜脩舻恼彰�、取暖、做飯等生活用�?在有條件的小區(qū)內(nèi)安裝太陽能熱水器、太陽灶等太陽能應(yīng)用產(chǎn)品，還可以增加生物質(zhì)能的應(yīng)用，實現(xiàn)各種可再生資源的綜合利用。

　　4結(jié)論

　　毫無疑問，風(fēng)光互補的發(fā)電方式能在很大程度上提高發(fā)電系統(tǒng)的綜合效益，相互之間的優(yōu)勢可以彌補對方的不足之處，比如風(fēng)力發(fā)電的造價低，而太陽能發(fā)電的穩(wěn)定性較高。如此看來，二者的有機結(jié)合具有非常大的發(fā)展前景，風(fēng)光互補發(fā)電系統(tǒng)的普及將是大勢所趨。

　　閱讀期刊：當(dāng)代電力文化

　　《當(dāng)代電力文化》(月刊)創(chuàng)刊于2013年，雜志是中國電力政研會會刊，由中國電力企業(yè)聯(lián)合會主管、中國電力職工思想政治工作研究會主辦。《當(dāng)代電力文化》辦刊方針是“觀察電力文化熱點，啟迪電力文化智慧，提升電力文化價值”。