关于风光互补发电系统在水利工程中的应用

徐文博

摘 要：随着科技的日益发展，更多的新科技、新技术逐渐进入人们的生活。当然水利工程中也有着新科技、新技术的加入。众所周知，水利工程所选的地方一般比较偏远，各项设施都不完善，特别是供电系统缺乏更是主要问题之一。水利工程往往在山上、在水中，需要花费大量的人力物力及财力，把供电线路架设到所需要的地方。举个例子，水库一般都是环形的，整个堤坝长度巨大。如果采用敷设电缆的方式供电，不仅花费巨大，且利用率低下。这时风光互补发电系统就能解决这样的问题。风光互补发电系统是独立发电系统，使用方便且不影响其他系统。它可提供基本的照明及一般的电力使用需求，对水库的巡视、巡检提供供电保障。

关键词：风光互补发电；供电；水利建设

科技日益发展的今天，越来越多的新技术应用到人们的工作日常生活中。传统的水利工程受到地理环境的影响，往往需要花费大量的人力物力及财力去建设基础设施。而基础设施中的电力供应则是重中之重。现在人们的生活越来越离不开电力供应，人们可以接受停水、停气，但是停电却无法接受，水利工程更是离不开电力的保障。而风光互补发电系统的出现，很好地解决了电力供应问题，尤其在那些地理环境恶劣，用电需求不高的地方。

1 风光互补发电系统的介绍

风光互补发电系统，是新型独立供电系统，其供电容量可根据实际需求进行改变，可广泛地使用于水利建设的各个领域。风光互补发电系统是采用风力发电与太阳能发电相结合的方式，而水利工程所在的地方往往有着十分丰富的光能及风能资源。例如海边、海上、山上等等。风力发电就是通过自然风使风力发电机旋转，使风能转换为电能。太阳能发电就是通过太阳能板吸收太阳光，使光能转换为电能。

一般的供电系统只是采用风力发电或者太阳能发电其中的一种。而其各自都有着明显的缺陷，比如太阳能发电十分依赖阳光，一旦遇到阴天及雨天就无法正常供电；而风力发电则受到风向、风力变化的影响较大，且传统的小型水平轴风力发电机更受到使用寿命的困扰。

隨着科技的进步，为了更好地利用风能及太阳能，风光互补发电系统应运而生，它将风力发电和太阳能发电有机地结合在一起，取长补短、相互合作，通过蓄电池的储存，持续稳定地提供电能，大大地解决了水利工程中的电力供应问题。特别是小型风光互补发电系统的应用面更是广泛。为了解决小型水平轴风力发电机的问题，垂直轴风力发电机的出现，更加体现出科技的进步和发展。垂直轴风力发电机同时解决了风向及风力大小变化问题，由于叶片转轴是垂直于地面，使其就可以接受各个方向的来风；而内外叶片的结构则可以很好地解决风力大小的问题。至于小型水平轴风力发电机的寿命问题，垂直轴风力发电机由于利用风力的方式改变，使它的寿命大大长于水平轴的风力发电机。

垂直轴风力发电机与太阳能发电的结合，可以二十四小时全天候地提供电力保障，阳光充足时，太阳能发电为主要电能来源；而在阴天及雨天，风力发电则成为了发电主力，因此风光互补发电系统可以很好地解决水利工程及其建设过程中的供电问题。

垂直风力发电机可参考：

2 水利工程中的应用

风光互补发电系统的容量可大可小，可以与其他系统结合，应用于不同的领域之中。不仅可以成为水利工程的各项设备设施，还可以在水利工程的建设过程中提供电力保障，以下就举几个实际应用的例子。

2.1 水库环形堤坝的照明

一般水库的环形堤坝长度较长，并且部分甚至大部分处于水中，堤坝道路的照明问题就随之而来。如果采用传统的电缆方式，则需要花费大量的电缆及辅助设施，人力花费也十分巨大。风光互补路灯则可以很好地解决这个问题。风光互补路灯由风力发电机、太阳能板、控制器、蓄电池、控制器及灯杆组成，每个路灯都是独立工作，偶尔的故障或者检修也不会影响其他路灯的工作。通过控制器可自行设定亮灯时间，甚至风光互补路灯可以自动根据光线亮暗自行开启或关闭照明。

2.2 水上工作的供电

水上工作主要包括船和水上平台，现在大部分都是采用柴油发电机进行发电，如果遇到特殊情况，电力供应往往就会出现问题。但采用风光互补系统提供电力的话，则可以全天候的提供电力保障，大大加强了水上作业的安全性和持续性。在水利工程的建设过程中，都会使用各种功能的船，在船上安装风光互补发电系统，不但可以为船上的仪器设备及相关的用电提供充足的电力保障，同时也节省了柴油的使用，使珍贵的柴油可以全部用于发电机的运转。

2.3 水利监测的应用

随着大数据时代的到来，越来越多的数据需要我们去采集、去收集，在水利上许多的数据都依靠人去进行采集，往往费时费力。有了风光互补系统提供电能后，可以在许多地方设立固定无人监测点，通过无线发送数据，可以实时采集到我们所需要的数据。通过大量的数据积累，可以更为深入地研究各项水利问题，为水利的发展提供最坚实的基础。

3 风光互补发电系统的不足

虽然风光互补发电系统有着十分良好的应用，但是其不足之处也十分明显。通过风能和太阳能所转换而来的电能，需要通过蓄电池的储存才能保存下来，如果用电量稍大的话，其所需蓄电池的数量也会随之变大，大量的蓄电池只能作为固定使用，其移动性较差。虽然在水利工程中对其移动性的要求很低，但如果其移动性增强就可以应用到其他领域了。

不过电能的储存问题一直是困扰我们的一个大问题，目前的科技无法进行解决，希望不远的将来，我们能够找到便捷有效的电能储存方法。

科技的进步，影响着人们工作生活的方方面面，而我们的水利建设也应该随着科技的进步而更加地便捷有效。各种各样的新技术将渗透水利建设的各个方面，比如新型的探测仪器使数据更加地准确、定位更为精确；新型的航拍设备使我们方便地观察整个水利建设的全貌和过程；新型的材料使水利建筑更为坚固耐久；新型的设备使我们的工作更为便捷有效等等。可以相信风光互补系统也将在水利建设中发挥其更大的作用，为水利建设提供安全可靠的电力保障。