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摘要：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电可靠性低、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。
关键词：太阳能发电；风能发电；风光互补系统；系统介绍；应用;
1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3km/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。
2太阳能和风能相关的理论概念
2.1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。
2.2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2×107MW，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。
3太阳能风能综合发电系统的优势
3.1太阳能和风能资源的利用现状。近年来火力发电越来越凸显其弊端，不仅对生活环境造成严重的污染，同时增大对空气的热量排放，这就迫使人们去寻找可持续能源，以代替传统能源，从而供应人类社会的生产和生活。在寻找新能源过程中，太阳能从一出生起，就自带着“光环”，只要有光的地方就有太阳能的存在，它无孔不在，永不枯竭，清洁环保，没有任何排放与噪音，运行稳定，正因为集诸多“光环”于一身，在世界各国的主要能源计划中，光伏都排在前列，但是光伏发电又受季节、温度、纬度的影响。同时，被称为“蓝天白煤”的风能资源取之不尽。我国的风能总资源约达１６亿ＫＷ，不需要成本。目前风能利用效率较高，风能发电不会产生污染，而且自动化程度高，可远程控制，但因为其受自然因素影响大，导致系统运行不稳定。
3.2风光互补系统的发展优势。面对太阳能和风能资源分布的境况，人们提出了太阳能风能综合发电的方式，利用风能、太阳能互补发电，可以免除外界供电，减少建变电站、架设高低压线路和低压配电系统等工程的费用，具有昼夜互补、季节性互补特点。风光互补系统稳定可靠、性价比高，电力设施维护工作及相应费用大幅降低。因此，风光互补系统有很大的发展潜力与应用前景。目前，基于城乡居民生活用电增长较快，风光互补系统在城乡居民用电方面有很大的发展利用空间。首先，分布式风光互补系统“零污染”、“零排放”，对居民生活环境没有影响，而火力发电就会对空气造成一定程度的污染。其次，火力发电占地面积比分布式风光互补系统大，增加了发电的成本。
4风光互补系统的其他应用
4.1风光互补系统的通讯基站的应用。在我国的大片山区和高原中，架设通讯基站对于记录当地气象资料有非常重要的意义，但基站用电过程中通常会遇到由于地理位置原因致使线路运营成本太高，维修困难，平时需派人值守等问题，在山区或者高原建设风光互补发电系统，能有效快速解决上述问题。通讯基站设计风光互补发电系统由能量产生环节、能量消耗环节、能量存储环节、控制模块等部分组成。能量产生环节是光伏阵列输出的直流电压与风力机组输出的交流电经ＡＣ／ＤＣ整流电路成为直流电，其中光伏阵列加装ＭＰＰＴ最大功率跟踪系统，使光伏电池实现最大功率输出，系统最大效率利用太阳能资源，减少系统的开发成本，两路直流电经直流汇流箱进行汇流，给蓄电池充电，光伏阵列、风力机组、整流电路等的功率据实际负荷而定。能量存储环节中为了避免一体式充电易导致
单只电池损坏的问题，系统要采用均冲模式对电池组进行逐个充电，充电时，若处于充电状态的单只电池的端电压大于设定值则断开均充电路，系统停止向该电池充电，控制器接着会将检测装置接入下一只单体电池，这样系统逐个检测蓄电池组，完成一个循环过程，以实现对蓄电池组中每一个电池的管理，提高蓄电池的寿命。系统的控制模块是整个系统的中心枢纽，其作用是实时监测光伏发电回路和风力发电回路的情况，每只蓄电池的充放电状态，以及均充回路与能耗回路通与断的控制，实现ＰLＣ的上位机的数据通讯。
4.2风光互补系统在摄像监控方面的应用。风光互补发电系统在高速公路的监控设备方面有很高的利用价值，伴随我国高速公路里程的不断增加，为了实现交通事件、事故自动检测报警与全天２４小时监控录像的随时检测，在监控系统中，供电方式通常采用较传统的直埋电缆来支持监控、收费、通信设备的运转，但公路里程长，所需设备多，如采用传统的供电方式，由于沿线压降，必须采用较粗大的铜芯线缆，随着铜价的上涨，导致监视系统的成本升高。因此，风光互补发电系统成为监控系统的能源供应源，同传统的电缆供电比较，其性价比高，能源全部来自太阳能与风能，且无污染、后期维护简单方便、使用寿命长、能源丰富。太阳能电池的转化效率较低，目前光伏电池的转化效率在２０％左右，为机电工程供电时，需太阳能电池板面积大，而夜晚通常风力较大，所以加装风力机组，组成风光互补发电系统，可以弥补太阳能或风能发电系统单独设置的缺点，既可形成季节性互补，也能形成一天内时间性互补，其经济性与供电质量较传统供电方式均有大幅度的提高。
4.3风光互补发电系统在海水淡化装置方面的应用，淡水是生命不可或缺的源动力，随着人类对水资源需求的不断扩大，对淡水的需求量也越来越多。但淡水资源日益紧张，特别对于沿海缺水地区与缺水岛屿而言，进行海水淡化是缓解目前水资源紧张的重要途径。所以，对海水的淡化处理有着重要的意义。传统的海水淡化方法有蒸馏法、冷冻法等，其能量来源主要是化石燃料，能源消耗大，CO2排放量多且成本投资高，实践证明，在系统运行中，如果蒸汽的冷凝潜热能被重复利用，蒸发过程所需热能将显著降低，利用太阳能、风能作为海水淡化装置的动力来源，可减少CO2排放量，节约能源，提升冷凝效率。
太阳能风能综合发电系统的前景面临巨大挑战，风光互补系统如何在夹缝中得以生存继而发展壮大，这是值得思考的问题，只有不断优化产业结构，增强产业效率，才有更大的发展空间。
参考文献：
[1]李荣甫，风能太阳能综合电源设计，2015.
[2]高峰，太阳能——风能转换的内可逆双热机模型．2016.
[3]周艳聃,王晓琴.太阳能风能综合发电系统的应用.2016.