名称：风能与太阳能融合的发电方法、终端设备和存储介质
专利权人：深圳盼月亮创新技术有限公司
专利号：202510293797.7
技术领域
本发明属于可再生能源领域，尤其涉及一种风能与太阳能融合的发电方法、终端设备和存储介质。
背景技术
在我们生存的地球上，很多地方都是太阳能和风能共存的，例如海上、戈壁滩、沙漠、草原等。
目前的风力发电设备和太阳能发电设备都是分离的。传统光伏板需占用大面积空间资源，与风力发电机塔筒分离布局，导致空间资源的利用率低。需要一种新的技术手段解决上述技术问题。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供一种风能与太阳能融合的发电方法、终端设备和存储介质，可以解决相关技术中空间资源的利用率低的问题。
本发明第一方面提供了一种风能与太阳能融合的发电方法应用于融合发电系统，所述融合发电系统包括风力发电组件和光伏发电组件，所述风力发电组件包括塔筒，所述光伏发电组件包括柔性太阳能发电板，所述柔性太阳能发电板铺设于所述塔筒，方法包括：
将风力发电组件采集的风能转换为第一电能，并将光伏发电组件收集的太阳能转换为第二电能；
判断是否处于供电模式；
若处于所述供电模式，则根据所述第一电能与所述第二电能对电网系统执行供电操作。
可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述若处于所述供电模式，则根据所述第一电能与所述第二电能对电网系统执行供电操作的步骤包括：
若处于所述供电模式，判断所述第一电能和所述第二电能之和是否等于所需电量；
若所述第一电能和所述第二电能之和等于所述所需电量，则将所述风力发电组件和所述光伏发电组件并入电网系统，以执行所述供电操作。
可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述若处于所述供电模式，判断所述第一电能和所述第二电能之和是否满足所需电量的步骤之后，所述方法还包括：
若所述第一电能和所述第二电能之和小于所述所需电量，则将所述风力发电组件和所述光伏发电组件并入电网系统，并通过蓄电池组为所述电网系统执行辅助供电，以执行所述供电操作。
可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述若处于所述供电模式，判断所述第一电能和所述第二电能之和是否满足所需电量的步骤之后，所述方法还包括：
若所述第一电能和所述第二电能之和大于所述所需电量，则将所述风力发电组件和所述光伏发电组件并入电网系统和蓄电池组，以执行所述供电操作并为所述蓄电池组储电。
可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述判断是否处于供电模式的步骤之后，所述方法还包括：
若不处于所述供电模式，则控制所述风力发电组件和所述光伏发电组件和为蓄电池组储电。
可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述若处于所述供电模式，则根据所述第一电能与所述第二电能对电网系统执行供电操作的步骤之后，所述方法还包括：
检测实时风速和实时太阳光照数据；
根据所述实时风速和所述实时太阳光照数据，对所述光伏发电组件和所述风力发电组件进行输出功率的实时调整，以调整所述供电操作的供电参数。
可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述若处于所述供电模式，则根据所述第一电能与所述第二电能对电网系统执行供电操作的步骤之后，所述方法还包括：
根据当前时刻，对所述风力发电组件和所述光伏发电组件和进行输出功率的线性调整，以调整所述供电操作的供电参数。
可选的，在本发明第一方面的第七种实现方式中，所述将风力发电组件采集的风能转换为第一电能，并将光伏发电组件收集的太阳能转换为第二电能的步骤之后，所述方法还包括：
实时采集位置信息、风速数据、第一电能数据、太阳光照强度数据、第二电能数据，以及风力发电组件与光伏发电组件的故障信息，所述故障信息包括光伏发电板异常状态、风力发电机运行卡滞或潜在卡滞预测信息；
通过无线物联网传输模块将所述位置信息、所述风速数据、所述第一电能数据、所述太阳光照强度数据、所述第二电能数据、所述故障信息发送至服务器后台，以使服务器后台进行远程监控、故障预警、发电量统计及维护调度。
第二方面，本发明实施例提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述风能与太阳能融合的发电方法的步骤。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述风能与太阳能融合的发电方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述风能与太阳能融合的发电方法。
本发明实施例与现有技术相比的有益效果是：通过将光伏发电和风力发电有机结合，能同时收集两种可再生能源的能量，提高了整体发电量。进一步的，通过将柔性太阳能发电板铺设在风力发电塔筒上，充分利用了原本空余的空间，太阳能和风能设备不再分离布置，提高了空间资源的利用率，减少了占地面积，适用于风能和太阳能共存的区域，如沙漠、草原等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中风能与太阳能融合的发电方法的一个实施例示意图；
图2为本发明实施例的参考图；
图3为本发明实施例中风能与太阳能融合的发电方法的步骤S103的一个具体实施例示意图；
图4为本发明实施例中风能与太阳能融合的发电方法的步骤S102之后的一个具体实施例示意图；
图5为本发明实施例中终端设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”、“包含”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、终端、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。在本发明的权利要求书、说明书以及说明书附图中的术语，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实时的关系或者顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
在我们生存的地球上，很多地方都是太阳能和风能共存的，例如海上、戈壁滩、沙漠、草原等。
目前的风力发电设备和太阳能发电设备都是分离的。传统光伏板需占用大面积空间资源，与风力发电机塔筒分离布局，导致空间资源的利用率低。需要一种新的技术手段解决上述技术问题。
鉴于此，本发明实施例提供一种风能与太阳能融合的发电方法、终端设备和存储介质，通过将光伏发电和风力发电有机结合，能同时收集两种可再生能源的能量，提高了整体发电量。进一步的，通过将柔性太阳能发电板铺设在风力发电塔筒上，充分利用了原本空余的空间，太阳能和风能设备不再分离布置，提高了空间资源的利用率，减少了占地面积，适用于风能和太阳能共存的区域，如沙漠、草原等。
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1示出了本发明实施例提供的一种风能与太阳能融合的发电方法实现流程示意图，该方法可以应用于终端设备上。终端设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本等。
具体的，风能与太阳能融合的发电方法应用于融合发电系统，所述融合发电系统包括风力发电组件和光伏发电组件，所述风力发电组件包括塔筒，所述光伏发电组件包括柔性太阳能发电板，所述柔性太阳能发电板铺设于所述塔筒。
参照图2，图2为铺设有柔性太阳能发电板的塔筒，其中，塔筒主体结构荟筒通常由钢铁材料制或，呈圆柱形结构。桑性太阳能发电板100％外表(或者按其他要求的比例)覆盖太阳能发电板。
方法可以包括以下步骤S101至步骤S103。
步骤S101，将风力发电组件采集的风能转换为第一电能，并将光伏发电组件收集的太阳能转换为第二电能。
其中，光伏发电组件包括柔性太阳能发电板，柔性太阳能发电板以缠绕式覆盖于风力发电组件的塔筒表面，覆盖比例可根据设计要求可为100％(如陆上塔筒下直径4.8米、上直径2.8米，高度110米)或更高(如海上塔筒下直径12米、上直径9米)。
风力发电组件通过风力产生第一电能，风力发电组件通过叶片(长度90米，直径2.8米)旋转驱动发电机，额定功率3MW，容量因数陆上30％、海上40％，日发电量分别为21600kWh和28800kWh。
柔性太阳能发电板通过吸收太阳光产生第二电能，其功率计算为：塔筒侧面积/2×160W(如陆上塔筒发电功率约105kW，日发电量840kWh；海上塔筒发电功率290kW，日发电量2321kWh)。
可选的，控制逆变器将风力发电组件采集的风能转换为第一电能，并控制逆变器将光伏发电组件收集的太阳能转换为第二电能。
步骤S102，判断是否处于供电模式。
具体的，供电模式由终端设备检测电网需求确定，例如电网负荷高峰期或夜间风力发电量较高时(如夜间风速稳定，发电量占全天60％以上)。
步骤S103，若处于供电模式，则根据第一电能与第二电能对电网系统执行供电操作。
其中，终端设备通过逆变器将光伏和风能发电的直流电转换为交流电，并输送至电网。其中，光伏发电量约占风力发电量的1/3，白天补充风力发电低谷，实现昼夜均衡供电。
本发明实施例与现有技术相比的有益效果是：通过将光伏发电和风力发电有机结合，能同时收集两种可再生能源的能量，提高了整体发电量。进一步的，通过将柔性太阳能发电板铺设在风力发电塔筒上，充分利用了原本空余的空间，太阳能和风能设备不再分离布置，提高了空间资源的利用率，减少了占地面积，适用于风能和太阳能共存的区域，如沙漠、草原等。
在具体实例中，对于风力发电机整个塔筒外全覆盖太阳能发电板发的电量。风机塔筒的下直径和上直径分别为4.8米和2.8米。具体来说，风机塔筒通常采用钢制锥筒，高度大约在105米至110米之间(设高度为110米)。现假设塔筒表面全部包裹可缠绕式柔性太阳能发电板，现在计算发电量：
标准条件下，依太阳能板功率转化的公式(长×宽×转化率×0.1＝功率，单位是厘米).得功率为160W(100×100×0.16×0.1＝160W)。在6小时的日照时长内，该太阳能板可以产生的电量为960Wh(160W×6h＝960Wh)。
风力发电机整个塔筒外全覆盖太阳能发电板发的电量＝塔筒侧面积/2*160。
(塔筒侧面积/2的原因是：对于台体或者圆柱体太阳能发电装置，发的电量是圆柱体侧面程的1/2)，即：
(4.8*3.14+2.8*3.14)*110/2/2*160*8＝840012.8W≈840kwh。
对于风力发电机叶片旋转对光的阻挡计算。采用三片式风叶组合式，单片风叶长度(也称叶片直径)约90米-95米(此处设为90米进行计算)，叶片宽度约2.8米，大型风力发电机转一圈所需的时间大约是4秒。
计算叶片挡住塔筒占比(也就是说：只有叶片遮挡塔筒的时候，太阳能了发电是有损失的，其他的时候没有)名词解释：风力发电机的风轮直径，指风力发电机叶片在旋转平面上投影圆的直径。
(A)太阳直射风力发电机叶片在旋转平面上投影圆的光线的比例计算：
只有太阳在直射风力发电机叶片在旋转平面上投影圆时，叶片挡住塔筒的面积才是最大的，下面计算太阳在直射风力发电机叶片在旋转平面上投影圆时，叶片挡住塔筒太阳光线的比例。
1.1单个叶片的宽度点风轮直径的比例＝叶片宽度/风轮周长；
单个叶片的宽度点风轮直径的比例＝2.8/(90*2*3.14)＝0.004954≈0.005；
1.2一个旋转周期内有3个叶片在不同的时间段内挡住塔筒光线，即在一个旋转周期内叶片挡住光线比例为3*0.005＝0.015；
(B)叶片挡住塔筒光线占比计算：
设太阳在直射风力发电机叶片在旋转平面上投影圆的时间为一个小时，如图2所示。图2为太阳照射风能发电机叶遮挡情况示意图。
在风力发电机安装为东西朝向(太阳东升落)的情况下，第1，第2，第3，第4，第5个小时，风力发电机的叶片都没有遮挡到塔筒，因为太阳在风力发电机的叶片的背面。只有在第6，第7，第8个小时情况下，风力发电机叶片会对塔筒上的太阳能发电板有遮挡，并且只有第7种太阳直射的情况下，叶片遮住光线的比例是0.0015，其他情况例如第6，第8都是第7的30％(有30％的夹角，精略计算)，即0.0015*0.3＝0.00045。
风力发电机安装为南北朝向(太阳东升落)的情况下，风力发电机的叶片也都没有遮挡到塔筒，因为太阳在风力发电机的叶片的侧面。
(C)风力发电机塔筒外全覆盖可缠绕式太阳能发电板后的太阳能发电量：
由以上计算所得，只有在风力发电机安装为东西朝向(太阳东升落)的情况下风力发电机的叶片对塔筒有遮挡，遮挡比例为0.0015，约等于0.002，即2％。
对于风力发电机发出的电与外部安装缠绕式太阳能发电板发出电能的比较：
1、陆地上风力发电机发出的电量计算：
陆地上110米高的风力发电机的发电量计算：
110米高的风力发电机的发电量取决于其额定功率和容量因数，而高度本身并不直接决定发电量，但它会影响风机的性能(更高的塔筒通常可以捕捉到更强的风)。以下是计算方法：
2、关键参数：
额定功率：假设一台110米高的风力发电机额定功率为3MW(3000kW)(这是典型的中大型陆上风机的功率)。
容量因数：陆上风电的容量因数通常为25％-40％，这里取30％作为平均值。
运行时间：一天有24小时。
3、计算公式：
一天的发电量(kWh)＝额定功率(kW)×容量因数×24小时；
4、计算示例：
额定功率＝3000kW；
容量因数＝30％＝0.30；
一天的发电量＝3000kW×0.30×24小时＝21600kWh。
陆地上110米高的风力发电机塔筒上全部装上太阳能发电板的太阳能发电电量计算。
风机塔筒的下直径和上直径分别为4.8米和2.8米。具体来说，风机塔筒通常采用钢制锥筒，高度大约在105米至110米之间(设高度为110米)。现假设塔筒表面全部包裹可缠绕式柔性太阳能发电板，现在计算发电量：
标准条件下，依太阳能板功率转化的公式(长×宽×转化率×0.1＝功率，单位是厘米).得功率为160W(100×100×0.16×0.1＝160W)。在6小时的日照时长内，该太阳能板可以产生的电量为960Wh(160W×6h＝960Wh)。
风力发电机整个塔筒外全覆盖太阳能发电板发的电量＝塔筒侧面积/2*160(塔筒侧面积/2的原因是：对于台体或者圆柱体太阳能发电装置，发的电量是圆柱体侧面程的1/2)，即：
在陆地上110米高的风力发电机塔筒上全部装上太阳能发电板的太阳能发电功率为：(4.8*3.14+2.8*3.14)*110/2/2*160＝105001.6W≈105kw。
在陆地上110米高的风力发电机塔筒上全部装上太阳能发电板的太阳能发电电量为：(4.8*3.14+2.8*3.14)*110/2/2*160*8＝840012.8W≈840kwh。
(D)对于海洋上风力发电机发出的电量计算：
由于海洋上的风力普遍比较大，所以同样是110米高的风力发电机，风力发电机在海洋上发的电比在陆地上发的电多，一般多10％，海洋的发电容量是40％，而陆地是25-35％，我们一般按照30％计算。
110米高的风力发电机的发电量取决于其额定功率和容量因数，而高度本身并不直接决定发电量，但它会影响风机的性能(更高的塔筒通常可以捕捉到更强的风)。以下是计算方法：
1、关键参数：
额定功率：假设一台110米高的风力发电机额定功率为3MW(3000kW)(这是典型的中大型陆上风机的功率)。
容量因数：陆上风电的容量因数通常为25％-40％，这里取30％作为平均值。
运行时间：一天有24小时。
2、计算公式：
一天的发电量(kWh)＝额定功率(kW)×容量因数×24小时。
3、计算示例：
额定功率＝3000kW；
容量因数＝30％＝0.30；
一天的发电量＝3000kW×0.30×24小时＝21600kWh。
在海上110米高的风力发电机塔筒上全部装上太阳能发电板的太阳能发电电量计算：因为海洋上的风力普遍比较大，所以为了增强抗风能力，风力发电机的塔筒做的都比较粗，在海上，风机塔筒的下直径和上直径分别为12米和9米。具体来说，风机塔筒通常采用钢制锥筒，高度大约在105米至110米之间(设高度为110米)。现假设塔筒表面全部包裹可缠绕式柔性太阳能发电板，现在计算发电量：
标准条件下，依太阳能板功率转化的公式(长×宽×转化率×0.1＝功率，单位是厘米).得功率为160W(100×100×0.16×0.1＝160W)。在6小时的日照时长内，该太阳能板可以产生的电量为960Wh(160W×6h＝960Wh)。
风力发电机整个塔筒外全覆盖太阳能发电板发的电量＝塔筒侧面积/2*160。
(塔筒侧面积/2的原因是：对于台体或者圆柱体太阳能发电装置，发的电量是圆柱体侧面程的1/2)，即：
在海上110米高的风力发电机塔筒上全部装上太阳能发电板的太阳能发电功率为：(12*3.14+9*3.14)*110/2/2*160＝290136W≈290kw。
在海上110米高的风力发电机塔筒上全部装上太阳能发电板的太阳能发电电量为：(12*3.14+9*3.14)*110/2/2*160*8＝2321088W≈2321kwh。
由上述计算可得，风力发电机塔筒上裹覆太阳能发电板的发电功率可以达到陆地105kw，海上290kw。风力发电机塔筒上裹覆太阳能发电板的发电电量可以达到陆地840kwh，海上2321kwh。
风力发电机塔筒上裹覆太阳能发电板的发电量是整个风力发电机发电电量的1/3左右。
在风力发电机塔筒上全部装上太阳能发电板是可行的。
风力发电机塔筒上裹覆太阳能发电板的发电可以是风力发电机的一个很好的补充，主要原因是：通常情况下，夜间风速比白天高。这是因为白天地面受热，大气对流增强，风速相对较低；而夜间地面散热，大气层结稳定，风速相对较高。夜间大气层结稳定，风速较为均匀，适合风力发电机的高效运行。
白天对流条件：白天大气对流较强，风速波动较大，平均风速可能低于夜间。
所以对于纯风力发电机而言，夜间发电量较高：由于夜间风速较高且稳定，风力发电机的发电量通常在夜间更高。白天发电量波动较大：白天风速波动较大，发电量相对不稳定，但某些时段也可能出现较高的发电量。
本申请的风能与太阳能融合的发电系统，白天晚上一天24小时都可以用风力发电，但是由于夜间风速比白天高，夜间发出的电量较高，由于白天大气对流较强，风速波动较大，平均风速，所以发出的电量较低。而在白天，这款风力发电融合太阳能发电机的太阳能发电开始工作，补充风力发电机因白天风速较低而造成的发电量比晚上低的情况，使风力发电融合太阳能发电机白天晚上的发电电量保持均衡和稳定。
由于此风能与太阳能融合的发电系统在传统风力发电机的塔筒外表裹覆一层柔性太阳能发电板，所以使得风力发电融合太阳能发电机的直径尺寸比传统的风力发电机大一些，并且焊接太阳能发电板的过程会加固固定支架等装置，使用得此款风力发电融合太阳能发电机的抗风能力增加。
传统风力或太阳能发电设备独立运行，无法互补供电，导致昼夜发电量波动大(如白天风力发电量低、夜间光伏无法工作)。并且未设计动态匹配机制，常出现电能过剩或短缺(如夜间风力发电量高但电网需求低)。基于此，本发明提出一个可选实施例。
参照图3，图3为本发明实施例中风能与太阳能融合的发电方法的步骤S103的一个具体实施例示意图，步骤S103还包括以下具体实施方式。
步骤S1031，若处于供电模式，判断第一电能和第二电能之和是否等于所需电量。
其中，终端设备实时获取光伏发电量(例如陆上塔筒日发电量840kWh)和风力发电量(例如陆上3MW风机日发电量21600kWh)。
根据电网负荷需求(如陆上日需电量21600kWh)计算所需电量。对比两者总和与所需电量是否相等。
步骤S1032：若第一电能和第二电能之和等于所需电量，将光伏和风力发电组件直接并入电网系统供电。
具体的，终端设备通过逆变器光伏直流电(160W/m2)和风力交流电(3MW)转换为电网兼容的交流电。通过并网控制器将电能输送至电网，无需储能系统介入。
本发明实施例中，通过动态判断电能总和与需求量的关系(如“白天光伏补充风力低谷”场景)，可避免电能浪费或不足。例如，白天光伏发电840kWh与风力发电10800kWh(按容量因数50％计算)之和为11640kWh，若与电网需求匹配，则直接供电。
传统风光互补系统未设计动态储能补充机制，夜间风力发电量波动时易导致供电不足(如夜间风力发电量占60％但电网需求更高)。现有方案中蓄电池组常处于持续充放电状态，导致寿命短、成本高。基于此，本发明提出一个可选实施例。
步骤S1031之后还包括以下具体实施方式。
步骤S1033，若第一电能和第二电能之和小于所需电量，则将风力发电组件和光伏发电组件并入电网系统，并通过蓄电池组为电网系统执行辅助供电，以执行供电操作。
其中，终端设备实时采集光伏发电量(例如陆上塔筒日发电量840kWh)和风力发电量(例如陆上3MW风机日发电量21600kWh)。
根据电网实时需求(如日需电量21600kWh)计算所需电量。
若总和小于所需电量(例如夜间无光照时，风力发电量18000kWh，缺口3600kWh)，则将光伏和风力发电组件并入电网系统，并启动蓄电池组辅助供电。例如终端设备通过逆变器将光伏和风力发电的电能转换为交流电并入电网。同时从蓄电池组提取缺口电量(3600kWh)，通过逆变器补充至电网。
本发明实施例中，在光伏和风能发电总和不足时(如“夜间风力发电波动大”场景)，通过蓄电池组补足缺口，可使得电网稳定供电。仅在电能总和不足时启动蓄电池组，避免了储能系统过度使用。
传统风光互补系统未设计冗余电能存储机制，常因发电量超出需求导致弃电。现有方案中蓄电池组仅在固定时段充放电，无法动态响应供需变化。基于此，本发明提出一个可选实施例。
步骤S1031之后还包括以下具体实施方式：
步骤S1034，若第一电能和第二电能之和大于所需电量，则将风力发电组件和光伏发电组件并入电网系统和蓄电池组，以执行供电操作并为蓄电池组储电。
其中，终端设备实时采集光伏发电量(例如海上塔筒日发电量2321kWh)和风力发电量(例如海上3MW风机日发电量28800kWh)。
根据电网实时需求(如海上日需电量28800kWh)计算所需电量。
若总和大于所需电量(例如海上总发电量31121kWh，超出2321kWh)，则将光伏和风力发电组件并入电网系统，并将多余电能存储至蓄电池组。可通过逆变器将满足电网需求的28800kWh电能转换为交流电并入电网。将超出部分(2321kWh)通过逆变器转换为直流电，存储至塔筒内部或外部混凝土房安装的蓄电池组。
本发明实施例中，在光伏和风能发电总和超过需求时(如海上场景)，将多余电能存储至蓄电池组，避免了能源浪费(传统系统中多余电能直接弃用)。
传统风光互补系统在电网需求低谷时，直接切断发电设备(如“夜间风力发电弃电”)，导致能源浪费。现有方案中蓄电池组仅在固定时段充放，无法动态响应电网需求变化。基于此，本发明提出一个可选实施例。
参照图4，图4为本发明实施例中风能与太阳能融合的发电方法的步骤S102之后的一个具体实施例示意图，步骤S102之后还包括以下具体实施方式。
步骤S201，若不处于供电模式，则控制风力发电组件和光伏发电组件为蓄电池组储电。
其中，终端设备通过电网需求传感器检测电网系统的实时负荷(例如节假日或夜间低谷时段，电网需求低于10％额定功率)。若电网需求低于预设阈值(如陆上日需电量21600kWh的20％)，则判定为不处于供电模式。
若不处于供电模式，切换电气路径，将光伏发电组件产生的直流电(例如陆上塔筒日发电量840kWh)和风力发电组件产生的交流电(例如陆上3MW风机日发电量21600kWh)输入至逆变器。
逆变器将电能转换为直流电后，通过充电控制器输送至蓄电池组。
根据蓄电池组剩余容量，动态调整充电功率(例如以0.2C速率充电)。
本发明实施例中，在电网需求低谷时段，将光伏和风力发电的电能存储至蓄电池组，避免了能源浪费。通过动态调整充电速率(如“0.2C充电策略”)，减少了电池损耗。
传统风光互补系统依赖固定参数运行(如“静态控制策略”)，无法实时响应风速和光照变化，导致发电效率低下(如陆上系统效率损失约15％)。也未设计动态补偿机制，叶片旋转对光伏的遮挡导致周期性功率波动(传统系统波动幅度达±10％)。基于此，本发明提出一个可选实施例。
步骤S103之后还包括以下具体实施方式。
步骤S202，检测实时风速和实时太阳光照数据。
通过塔筒顶部安装的超声波风速传感器实时监测风速(例如海上场景平均风速12m/s，陆上8m/s)。通过柔性太阳能发电板表面集成的光敏传感器实时采集太阳光照强度(例如正午光照强度1000W/m2，阴天200W/m2)。
步骤S203，根据实时风速和实时太阳光照数据，对风力发电组件和光伏发电组件进行输出功率的实时调整，以调整供电操作的供电参数。
具体的，根据风速数据调整风力发电机的叶片角度(如“风速每增加1m/s，叶片角度增大0.5°”)，以优化风能转换效率。
根据光照强度动态调节光伏组件的逆变器输出电压(例如光照强度每降低100W/m2，输出电压下调5％)。
若检测到叶片旋转导致光伏遮挡(遮挡率0.015)，则补偿性提升风力发电占比(例如遮挡导致光伏功率下降2％时，风力功率提升3％)。
本发明实施例中，通过实时监测风速和光照数据(如“白天风速波动大”场景)，可优化发电效率。例如，海上场景中，当风速从10m/s突增至15m/s时，风力发电功率可提升30％(从2.5MW增至3.25MW)。叶片旋转对光伏的遮挡率0.015(文档5.2.2)会导致光伏功率周期性波动，通过动态补偿机制(如步骤S602)减少整体供电波动(例如将波动幅度从±5％降至±2％)。
传统系统按固定时段切换发电模式(如“6:00开启光伏，18:00关闭”)，导致日出/日落时段功率突变(如陆上系统电压波动达±10％)。未结合时间线性调整光伏功率(如正午光照最强时功率未达峰值)，导致发电效率损失。基于此，本发明提出一个可选实施例。
步骤S103之后还包括以下具体实施方式。
步骤S204，根据当前时刻，对风力发电组件和光伏发电组件进行输出功率的线性调整，以调整供电操作的供电参数。
具体的，基于当前时刻确定光照周期，例如：
白天时段(光照周期)：
光伏组件输出功率按光照强度线性提升(例如6:00时光伏功率为30kW，12:00达峰值105kW，18:00降至30kW)。
风力发电功率按预设比例降低(如“白天风力发电占比降至40％”)。
夜间时段(无光照)：
光伏组件输出功率降至0kW，风力发电功率按线性比例提升(例如18:00风力功率为2MW，00:00达峰值3MW)。
过渡时段(日出/日落前后)：
光伏和风力发电功率按时间梯度平滑切换(例如18:00-19:00光伏功率从30kW降至0kW，风力功率从2MW提升至3MW)。
本发明实施例中，通过时间分段线性调整(步骤S702)，白天优先使用光伏发电(如陆上日发电量840kWh)，夜间优先使用风力发电(如陆上夜间发电量12960kWh)，实现昼夜互补，昼夜发电量均衡率可提升。
设备状态监测依赖人工巡检，无法实时获取故障信息(如光伏板局部损坏或风力发电机轻微卡滞)，导致故障发现滞后，影响发电效率。基于此，本发明提出一个可选实施例。
步骤S103之后还包括以下具体实施方式。
步骤S205，实时采集位置信息、风速数据、第一电能数据、太阳光照强度数据、第二电能数据，以及风力发电组件与光伏发电组件的故障信息，所述故障信息包括光伏发电板异常状态、风力发电机运行卡滞或潜在卡滞预测信息。
具体的，在融合发电系统的塔筒顶部安装GPS模块，实时获取设备的地理位置坐标。在风力发电组件的机舱内安装风速传感器，在光伏发电组件表面安装光照强度传感器，分别采集实时风速和太阳辐射强度。通过电能计量模块(如智能电表)实时记录风力发电组件输出的第一电能(单位：kWh)和光伏发电组件输出的第二电能。
在柔性太阳能发电板中嵌入电流/电压传感器，监测各发电板的输出是否低于阈值(如因遮挡、损坏导致的异常)。在风力发电机轴承和传动系统中安装振动传感器和温度传感器，通过分析振动频率和温升数据，预测卡滞风险(例如：振动频率异常升高时触发预警)。
步骤S206，通过无线物联网传输模块将所述位置信息、所述风速数据、所述第一电能数据、所述太阳光照强度数据、所述第二电能数据、所述故障信息发送至服务器后台，以使服务器后台进行远程监控、故障预警、发电量统计及维护调度。
具体的，部署无线物联网传输模块(如4G/5G通信模组或LoRa模块)，将采集到的定位信息、风速数据、光照强度、电能数据及故障信息加密后上传至云端服务器。服务器后台生成可视化面板，实时显示各设备的运行状态、发电量、故障预警信息及地理位置分布。通过机器学习模型(如基于历史数据的故障模式识别)分析传感器数据，提前预测风力发电机卡滞风险或光伏板异常。根据故障等级和地理位置自动生成维护工单，指派检修人员携带备件前往指定位置处理。
本发明实施例中，通过物联网实时传输数据，减少了人工巡检频率，避免因故障发现延迟导致的停机损失。例如，当某块光伏发电板因积雪遮挡输出异常时，服务器可立即定位并通知维护人员清理，避免发电量下降。
如图5所示，为本发明实施例提供的一种终端设备的示意图。该终端设备5可以包括：处理器501、存储器502以及存储在存储器502中并可在处理器501上运行的计算机程序503，例如风能与太阳能融合的发电程序。处理器501执行计算机程序503时实现上述各个风能与太阳能融合的发电实施例中的步骤。
计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器502中，并由处理器501执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
终端设备可包括，但不仅限于，处理器501、存储器502。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器501可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器502可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器502也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器502还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器502用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器502还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
需要说明的是，为描述的方便和简洁，上述终端设备的结构还可以参考方法实施例中对结构的具体描述，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现上述风能与太阳能融合的发电方法中的步骤。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时可实现上述风能与太阳能融合的发电方法中的步骤。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对各个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
