本·杰维

是什么阻止了太阳能和风能完全接管电网？首先，太阳只在白天发光。风断断续续地吹动，季节性变化，在需要能量时并不总是吹动。但如果太阳能和风能一起工作呢？

美国能源部国家可再生能源实验室的莎拉·库尔茨（Sarah Kurtz）说：“风能资源倾向于补充太阳能资源。”。例如，在科罗拉多州，冬天和春天是风最多的季节。在冬天，我们没有那么多的阳光，但我们往往会有更多的风和更强的风

一些有进取心的可再生能源开发商正在探索太阳能和风能如何更好地协同工作，开发太阳能-风能混合发电项目，充分利用各自的发电优势，这两项技术相结合，可以更好地替代气候变暖的化石燃料。

太阳能电池

在澳大利亚大分水岭以西的起伏平原上，一座10兆瓦的太阳能发电厂预计将开工建设，该发电厂毗邻73台已经上线的风力涡轮机。澳大利亚可再生能源机构ARENA是一家政府机构，负责增加可再生能源的使用。该机构已投资990万澳元用于该项目，该项目位于悉尼西南部几个小时的地方。太阳能和风能的结合提供了比单独使用这两种技术更为连续的能源生产。

但这不是唯一的好处。ARENA首席执行官Ivor Frischknecht表示，将风力发电厂和太阳能发电厂集中在一起可以在电网连接、场地开发和审批方面节省资金。Frischknecht估计，通过在现有风电项目附近修建Gullen太阳能发电厂，可以节省高达600万澳元的成本，从而将项目成本降低整整20%。

Frischknecht希望Gullen Range项目将成为将太阳能应用于现有风电场如何促进其应用的模型。他说：“当工厂位于同一地点时，规模对竞争力并不重要，这意味着这种方法也可能为中型太阳能光伏项目打开新市场。”。这些新市场究竟有多大？Frischknecht指出，ARENA资助的一项研究发现，澳大利亚现有风电场的太阳能发电潜力估计为1000兆瓦，ARENA计算，足以为70万户家庭供电。

Frischknecht说：“在古伦山脉学到的经验教训将是非常宝贵的，因为这是澳大利亚第一个类似的项目。”。“它有可能巩固行业对该方法的信心，并为类似项目提供蓝图。”

电池助推器

风能和太阳能结合带来的不仅仅是扩大发电量和节省安装费用。NREL的Kurtz说，当应用到微电网系统(可以与传统电网分离并自动运行的地方电网)时，太阳能和风能的结合也可以帮助降低电池成本。

根据库尔茨的说法，微电网正在夏威夷和印度等地得到应用，这些地方的公用事业价格过高，或者社区太偏远，无法与大电网相连。

由光伏供电的微电网需要电池储存，因为人们在太阳不照射时需要电力。问题是，电池仍然相当昂贵。增加风能有助于降低电池成本，因为当太阳不照耀时，风能可以（而且经常）吹动。

Kurtz说：“如果你所在的地方确实有风，特别是风能与太阳能互补的地方，直到电池变得比风力发电本身更便宜，那么增加风能（比电池）会更好。”。

微电网仍然需要某种形式的存储，“因为总有一天晚上风不刮，”她补充道。但太阳能和风能的结合“可以使电池需求大大减少。”

由于这些类型的混合动力系统刚刚上线——ARENA希望Gullen太阳能发电厂将于2017年7月开始发电——目前还没有很多关于它们实际性能的经验数据。但太阳能开发商一直担心风力涡轮机的阴影可能会阻碍太阳能的生产。

然而，研究正在缓解一些担忧。德国Reiner Lemoine Institut和SolarParaxis AG在2013年进行的模拟显示，遮光损失平均将低至1%至2%。他们还建议，在同一地点将光伏发电和风力涡轮机结合起来，实际产生的电量是在同一土地区域单独运行的两倍。至于古伦山脉项目，通过将光伏发电装置安置在任何涡轮机阴影范围之外的朝北斜坡上，完全避免了阴影损失。

虚拟杂种

在得克萨斯州，美国国防部国防后勤局正在以另一种方式绕过将这两种技术合用的任何潜在不利因素——对风能和太阳能混合能源采取更“虚拟”的方式。该机构正与开发商Apex Clean Energy合作，通过现场太阳能光伏板满足胡德堡100%的电力需求，该光伏板由设施西北300多英里处的弗洛伊德县一个风电场接入的额外能源补充。

Apex公共事务总监Dahvi Wilson解释说，Apex将太阳能发电设备安装在现场是因为陆军希望本地发电设备提供电网安全，而本地发电设备不易受到停电和其他传输限制的影响。但是Apex和陆军选择了风力资源最强的涡轮机。威尔逊说，这一设置说明了“混合项目不一定必须位于同一地点”。

威尔逊对这些项目如何从经济和环境角度帮助这些可再生能源变得有意义充满热情。

威尔逊解释说：“风能是目前美国新能源建设中最便宜的选择，而太阳能的开发和安装成本可能更高。”。“通过将成本合并到一种产品中，混合成本与其他新能源具有竞争力。”

本·杰维是气候、能源和环境方面的作家和编辑。本文最初发表于Ensia网站.