导读
近年来，风力发电与光伏发电正从辅助电源向主力电源过渡，对我国乃至全球能源结构的影响十分巨大。目前，风、光发电技术已较为成熟，各自具有不同的特点，研究两者优缺点并在工程实践中取长补短，对清洁能源的合理科学利用具有重要意义。
光伏发电概述
光伏发电是利用半导体界面的“光生伏特效应”而将光能直接转变为电能的技术。光伏发电装置一般由太阳电池板、控制器和逆变器等组成。其中，太阳电池板由封装保护后的太阳能电池串联构成。
1光伏发电特点
无论从世界还是从我国来看，常规能源都是十分有限的。我国的一次性能源储量远远低于世界的平均水平，仅占世界总储量的约10%。太阳能是取之不尽、用之不竭的可再生能源，与传统能源方式相比，光伏发电的优点主要体现于：
无枯竭危险；
安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净；
不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；例如，无电地区，以及地形复杂地区；
无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；
能源质量高；
建设周期短。
但与此同时，光伏发电也存在以下缺点：
照射的能量分布密度小，光伏发电场占用规模一般较大；
电能产出受季节、气候、昼夜及阴晴等外部条件影响；
光伏板制造过程存在高污染、高能耗的缺点。
2光伏发电分类
光伏发电主要分为独立光伏发电、集中式并网光伏发电以及分布式光伏发电三种。
独立光伏发电也叫离网光伏发电，是可独立运行为用电端提供电能的光伏系统。除常规组成外，需配置满足容量需求的蓄电池。典型的独立光伏系统，主要包括边远地区的村庄供电系统、太阳能户用电源系统、通信信号电源供电系统、太阳能路灯供电系统等。
集中式并网光伏发电是产生的直流电经过并网逆变器转换成符合电网要求的交流电之后，直接接入公共电网的光伏系统。可分为带蓄电池式和不带蓄电池式。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性，可根据需要并入或退出电网，还具有备用电源的功能，当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑。不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能，一般安装在较大型的系统上。大型集中式并网光伏电站一般是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，未来大规模推广将具有较大阻力。
分布式光伏发电，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。具有投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是并网光伏发电的主流。分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。
海上风电与光伏发电对比分析
1能源转换方式
海上风力发电利用风力发电机将风能转换为电能，基于电磁感应的原理实现了动能到电能的转换。而光伏发电则利用光伏电池板，利用“光生伏特效应”将太阳能直接转化为电能。
2维护性
由于风力发电叶轮转动部分为机械转动结构，故容易产生机械故障，且故障不易诊断，由此对专业维护人员的技术水平要求较高，维护工作量大。同时海上风电场位于海上，环境因素更提高维护成本。而光伏发电所有设备均为静止元件，不存在机械磨损的问题，只需对少量的运行人员进行简单的培训，即可完成对电站运行情况的监视和维护工作。但太阳能电池板容易聚集灰尘，需要经常清洁，否则影响发电功率，且太阳能电池板清洁较为困难，给清洁人员带来一定的难度。
3功率波动性
由于风电机械转动部件在转动时具有一定的惯性作用，故当风止时，风电机组在很小的一段时间内发电功率不会突然跌落为0，存在一个简短的缓冲过程。但光伏发电功率完全依赖于光照强度，当突然有云遮阴时，光伏发电功率会瞬间跌落。因此，在较小的时间尺度内，风电功率和光伏发电功率相比，出力曲线相对较为平滑。
4发电功率规律性
由于太阳具有朝出夕落的特点，故光伏发电功率曲线呈现出以中午时刻轴为对称轴的抛物线形。而风速和风向一般没有固定的变化规律，因此风电日功率曲线规律性不强。
5对环境的影响
风电转动部件会造成明显的噪声污染，会对周围海洋生物产生影响。光伏电站运行时基本没有噪声，但太阳光照射到光伏组件时未被吸收的部分会经光伏组件玻璃层发生反射，对周围环境造成较强的光污染。同时大规模光伏电站的建设还将改变局域地表温度。
6对电网稳定性的影响
当电网侧发生故障时，风电机组会产生一定的阻尼转矩，对电网功角稳定性的影响较小。众多文献表明，风电机组对电网的功角稳定性有一定的有利作用。然光伏发电设备中不包含转动元件，不存在功角问题，也不产生阻尼转矩，因此对电网功角稳定性不具有任何贡献，不利于电网恢复稳定运行。
7短路电流特性
并网点发生故障时，光伏电站可以提供120%～150%的短路电流，而且持续不衰减。但双馈风电机组可以提供最高约300%的短路电流并逐渐衰减至正常额定电流以下；直驱型发电机组可以提供约250%的短路电流并基本不衰减。因此，当并网点发生故障时，光伏电站相对于风电机组，不利于保护装置的正确动作。
总结
本文从能源转换方式、维护性、功率波动性等几个方面比较分析了风电和光伏发电的不同点。由于光伏发电和风电在资源时轴分布上的互补特性，目前各地已建设有诸多风光互补发电项目，资源利用效率、发电量、供电可靠性得以大大提高。
风能的利用（风力发电与光伏发电对比分析）
