混合型的风能太阳能在中国的发展和应用实践
混合型的风能太阳能在中国的开发和应用实践
刘立群，中国上海交通大学
王志新，中国太原理工大学
摘要:中国是世界上最大的发展中国家。现在，越来越多的能源需要给中国政府带来巨大的压力。为了达到经济和社会的可持续发展，中国政府必须改进不合理的能源结构。在中国，发展和应用可再生能源，比如风能，太阳能，生物能等等，已经被政府和当地人们在过去的十年内通过越来越多的真实例证所确定，而且被政府大力支持。众所周知，中国有丰富的风能和太阳能资源。这篇论文介绍了中国的能源分布区以及发展应用的情况。然而，在独立的风能和太阳的生成系统中普遍存在着一个缺点，那就是会产生不可预知的电力和电功率输出，而且这个电功率的输出依赖于不可预知的天气和气候的变化。幸运的是新一代的风-太阳能混合型能源可以部分的解决这个问题。这篇文章里介绍了混合型的风-太阳能源生成系统以及这个能源系统的现状和前景，比如，城市道路照明系统、分布式发电、光伏抽水灌溉等等。最后，是关于中国中央政府和当地政府的政策法规的描述以及对发展障碍和建议的介绍。
关键词：太阳能源，风能源，混合发电系统，实践应用。
1.介绍
中国面积960万平方公里，有13亿人口，位于东亚北纬4到53度，东经73到135度。太平洋在中国的东面，中国沿海岸线有18000千米。中国东南部沿海是经济最发达的地区，那里居住的中国超过60%的人，中国最大的缺陷在西北地区，那里有成千上万的农村人口，而且相比于沿海地区，西北地区的经济是很不发达的。但是在西部地区储存着大量的自然资源。
中国的工业化在社会的每个角落都迅速的发展着。人口的增加给自然资源包括土地、水、空气带来的压力增加了。中国社会快速发展的同时对石油、天然气、电力能源的需要也在迅速增加。根据中国发展和创新委员会的报告，中国2007年对石油的总需求量是3.5亿吨，这在世界上仅此于美国排列第二。经济的快速发展需要很大规模的矿物燃料特别是石油燃料。根据CIQ的数据，中国2007年的进口石油量是1.6亿吨，2007年煤的用量是25.23亿吨，这在世界上排列第一。2005年SO2排除总量是2000万吨，这在世界上排列第一。很多环境问题包括空气污染、土壤污染、水污染、酸性降水都与中国一定程度上的不合理的能源结构有关。然而，过多的依赖进口油对能源安全来说是不好的，中国很长一段时间内，煤在能源生产中扮演着主要的角色。煤在能源生产和消费中的百分比超过70%。可再生资源比如太阳能、风能、潮汐、生物能等在整个能源结构中占很小的比例。
因为经济和人口的快速发展，对能源的需要迅速增加，中国越来越多的城市面临着能源紧缺很环境污染的问题。现在中国是世界上第三大经济国家同时也是最大的发展中国家。中国的能源和环境问题对世界经济可持续发展有着重大影响。基于现状，中国政府已经认识到了能源和环境问题的重要性。2005年2月，中国政府制定了可再生能源法，为可再生能源的发展提供一个保障。在整个中国内调整能源结构提高能源利用效率。目前，可再生能源应用于发达国家和发展中国家的很多领域，可再生资源预计在电力能源的需求中占重要的地位，可再生能源资源比如太阳能、风能、生物能等都被关注，因为它们是可再生的、亲近环境、易于分配且能灵活应用。越来越多的中国专家认识到了可再生资源的根本。中国政府在可再生资源领域投入了巨大的资金和精力以达到经济和社会的可持续发展。但是可再生能源有一些问题所以它不能独自提供足够的电力能源，而且电力可再生资源的密度很低且不稳定。可再生生资源生产出的电能经常因为气候的变化而改变。一些国家正在研究多种可再生资源的组合能源，这个应用于偏远村庄和城市的照明系统和灌溉抽水系统或海水淡化目的即风能传动、太阳能传动、风能太阳能混合传动等。这个风能和太阳能的混合系统被称作光伏电力，而且风能混合系统提供足够的电能。这种太阳风能混合系统通过光伏电力发电机结合风涡轮可以达到更高的发电效率和可靠性以克服光电波动在各种天气条件都可以输出中国专家认为太阳风能混合系统起着非常重要的作用。在中国上百的城市中越来越多的太阳风能混合系统工程建成，而且政府为这个工程提供了保障。
这篇文章讨论中国当前的能源结构状况。下面的章节介绍太阳能和风能的区域分布和应用。然后讨论太阳风能混合系统的应用现状和前景。最后在这篇文章里介绍了中央政府和当地政府的政策以及遇到的障碍。
2.中国目前的能源结构
图1用图解法表示中国最主要的能源供应。中国混合能源高度依赖化石燃料，如煤、石油、天然气和其他。2006年，煤炭燃料占69.4%，是中国最主要的化石燃料。再生能源和核能源占7.2%。石油能源占20.4%，剩下的3%是由天然气提供的。对于可持续发展来说这种能源结构是不合理的。高度依赖矿物燃料对国家的经济、能源安全和环境有很大的负面影响。图2生动的描绘了中国在过去30年内主要的能源供应。同时图2可以看出在过去30年内经济和能源需要迅速的增加，但是不合理的能源结构几乎没有改变。
在中国广大的区域里有很大的矿物燃料资源和丰富的自然资源储存。在中国经济快速发展的同时能源的需要也是很大的。根据中国发展和改革委员会1999年的数据，图3把中国和世界的主要能源储备作了比较。从图3可以看出，煤炭能源是中国最重要的矿物燃料，但是这个储备只能开采105年，同时世界的煤炭能源储备只能开采216年；中国的石油能源只能开采15年，同时世界石油能源只能开采45年；天然气能源大概能开采30年，中国的铀资源可以供应50年，同时世界的天然气和铀资源能分别供应61年和71年。由此可见，能源对中国和世界以及社会和经济的可持续发展的影响是很直接简单的。
3.中国可再生能源情况
中国的经济快速发展需要很大的电能，但是矿物燃料不可能支撑未来的可持续发展。为了支撑未来的可持续发展，必须找到一种新的能源。就像图3表示的那样，可再生能源资源被期望在未来发挥着重要作用，因为它们是可再生的、对环境有利、易于分散到国外。可再生能源资源比如太阳能、风能、生物能等在过去10年内得到了中国政府和专家广泛的关注。
3.1风能
中国广大的区域内有丰富的风能资源，风能总量在10米高度的条件下有32亿千瓦，其中有10亿千瓦可以被有效的利用。根据风速把四个风能源区域分开，这在表格1中可以看出。根据各种不同的风速，图4显示了5中风能源区域的分布。根据文献数据，表格1显示了中国风能源分布和在国家区域的分布。如表1所示，中国广阔的国家区域内有丰富的风能资，。风能源在超过75%的区域内被利用，风速超过3m/s的时间累积超过2000h，风能源密度超过50W/M2。有8%的区域是最丰富的，这里是中国风能源最好的区域，比如东南风沿海地区的西藏自治区。有不到25%的区域风能缺乏，比如四川、贵州、云南，18%的区域有较好的风能源，剩下50%的区域是可得到的风能源的。图4中统计了根据中国气象局的关于中国风能密度的数据。风能源的密度单位是w/m2，其统计数据有表格1一致。
风能在中国的应用可以追溯到几千年前，风能被我那的祖先用来代替或者增加人和动物的力量，比如用水灌溉、磨碎谷物和航海小规模且独立的风能发电系统在中国偏远的地区和牧区被应用，但是很长一段时间内风能没有被重视。知道20世纪，中国政府和人民才意识到风能在电力需求系统中扮演着很重要的角色。现在，体积小、独立的发电厂、风泵和风车成功的运用在偏远地区和城市的照明系统中。风能提供偏远村庄60万人口的电力供应
大的风能发电技术在上个世纪70年代在发达国家丹麦和德国被改进了。例如，现在的风能发电系统有超过20%在丹麦，而且这个在整个能源结构中将一步一步增加，到2030年将达到50%。中国花费了巨大的财力和精力在风能源领域，在过去的5年内，每年的风能发电量几乎都翻一番。根据中国风能协会和新闻的数据，图5显示了在过去10年内风能发电的总和。在20世纪最后的10年和新世纪的开始，风能的发展顺畅。图5显示了从2005年以来风能明显快速的发展，2007年新的风能生产力是3449MW，这在世界上仅次于美国和西班牙之后排列第三。2007年风能生产总量6050WM，这在世界上排列第一。在过去的10年，风能在整个发电系统和新的发电系统中的份额增加了。就想图6所示那样，风能在新的发电系统中的分量明显在增加，从0.24%增加到3.7%，在整个发电系统中的分量从0.08%增加到0.85%。就像上面所提到的数据指出中国政府下决心改善不合理的能源结构。2005年电能总和超过5亿KW，风能占其中的0.02%。中国政府期望到2020年风能在能源供应中占10%，同时风涡轮的容量达到30000MW。目前，中国最大的风能发电厂在甘肃省酒泉建成，同时到2015年风能累积达到12710MW,总投资超过150亿美元。中国最大的风能电场在广东省惠来，那里生产100MW的电能和风能。当然，丰富的风能源分布在中国海岸线，一些当地政府注重利用海风。中国第一个海洋上的风力电场是东海大桥工程，已经公开招标，并且2009年总的电容量是100MW。风能起重要的作用，而且风能在未来有很大的市场。
3.2太阳能
中国面积960万平方公里，有13亿人口，位于东亚北纬4到53度，东经73到135度。根据中国气象局的数据，图7显示了关于太阳能在中国的统计。这里，太阳能的单位是MJ/m2。如图7所以，在广大的土壤区域内太阳能源是丰富的，但是在不同的区域内光照时不同的。西藏和青藏高原的东南地区处于光照最强的地带，而且光照随着经度的增加而增加。图7中指出了根据太阳能的辐射质量分为6个太阳能区域。根据中国发展和改革委员会2006年的数据，有超过67%的区域有丰富的太阳能资源，这些地区是中国能有效地利用太阳能区，日照时间超过2000小时，每年总的照射超过60亿MJ/m2。
在中国最早的太阳能应用要追溯到1971年，中国科学家利用太阳能给卫星提供能量。在过去的30年内，有很多关于太阳能直接和间接的应用，随着中国的迅速发展，太阳能的应用范围迅速增加，比如太阳能建筑、热水器、导航标记、公路照明系统，最广泛的应用是热水器，在中国每个角落被广泛应用。2005年世界上太阳能热水器占77.3%。如图8所示，2005年太阳能热水器占63.1%，中国成为世界上最大的太阳能热水器的生产、销售和控股的国家。上面的数据时依据21世纪可再生资源的政策网站的。特别的，随着能源价格的迅速增加，太阳能热水器具有更强的竞争能力，而且比常见的燃气和电力加热更加流行。
中国政府和人民认识到在21世纪太阳能在整个能源供应中起着重要的作用。现在，体积小、独立的太阳能工厂还是主要的应用形式，比如太阳能泵、太阳能灯在偏远村庄和城市照明系统中被成功的应用，还有西部的村庄的电能也是由太阳能提供。如图7所示，在西部有很多戈壁沙漠，那里有很强的光照和很大的无人区。大规模电网线路沙漠光伏电站是以后光伏电源的主要发展趋势。
根据新闻报道的数据，2007年中国总的太阳能电池产量1200MW，太阳能占全世界的35%，世界排列第一。根据CDIC和新闻报道的数据，图9显示了在过去8年太阳能电池的产量迅速增加。但是CDIC的数据可以看出一个事实，2005年光伏电源的生产总量少于70MW，在世界电力能源系统中的分量少于0.0002%。直到2007年，光伏电源的生产总量少于110MW，新的光伏产量是25MW。同时，太阳能源的发展可以帮助中国政府改善不合理的能源结构，中国越来越多的普通人在考虑可再生能源。中国政府制定了激励太阳能应用的政策。中国政府期望在2020年光伏发电量达到300MW，2050年达到1.8GW，占能源供应的5%。根据先前的经验，在中国太阳能生产的发展速度比期望的快。根据2007年最新的光电工业的报告，2010年光电生产能力是300MW，2020年将达到1.8GW。现在，最大的建立在云南石林。生产能力和投资分别是66MW和6亿美元。所以，太阳能在中国以后的市场和发展趋势是惊人的。
3.3太阳风能混合能源
如同上面所述，太阳能源和风能源在中国是丰富的，在一些领域比如城市照明系统、抽水和发电站中被利用。独立的太阳能和风能的应用改善了偏远地区人们的生活质量，家庭的收入也因为使用电能而提高，越来越多的偏远地区的人们认识到中国社会的每个角落都发生了巨大的变化。但是，独立的风能和太阳能发电系统中还存在着一些不利条件，这就是不定的电力输出，不定的电力输出依赖于不可预料的天气和气候的变化。
幸运的是，混合型系统可以部分的克服这些缺点。混合系统是多重资源的适当组合。一些综合型的方法被用来确保中国偏远地区的电能质量，比如柴油—风能、柴油-太阳能、太阳-风能混合系统。然而，广泛应用的柴油发电机已经威胁到了环境，同时，在柴油泄漏的时候会发生土壤污染和地下水污染。中国西部地区的环境是非常差的，在广大的偏远地区的交通是很不方便的。解决这种持续性问题的唯一方法就是考虑可再生资源。风能和太阳能是中国最丰富的可再生资源，而且发现风能和太阳能之间有很好的互补特性。夏天有良好的光照和稀少的风能，冬天有良好的风能源和贫乏的光照。白天有高强度的光照和稀少的风能，当晚上的时候有很好的风能但是光照几乎为零。在太阳风能混合系统中一种有力的资源被用来克服彼此的缺点，这个有较强的竞争力且更加流行。所以这个混合系统的负载需求大大提高了，而且结合风能和太阳能的存储技术克服了电能的不定输出从而达到更高的电力生产能力。在中国，相比于独立的风能和太阳能系统，风能太阳能混合系统作为一种可再生资源被更加的重视。有很多关于风能太阳能混合系统的直接应用，最广泛的应用是在城市路灯、分布生产和抽水系统中。特别的，能源价格的迅速增加促进了风能太阳能混合系统的应用，而且应用混合能源系统带来了巨大的环境利益和经济。利益。中央政府在全国范围内明确的颁布了一些奖励措施。在过去的5年内，很多制造商制造了上百万的风能太阳能混合系统的设备。图10显示出了常见的独立风能太阳能混合系统的解剖，包括：一个风涡轮、一个永久磁铁发电机、一个二极管电桥整流、一个太阳能电池、三个DC/DC转换器、一个DC/AC转换器、一个蓄电池组、一个控制单元、采样电路和一个DC负载和AC负载。根据不同的负载，分别用DC/DC转换器和DC/AC转换器转换电能。电压和电流的采样电路通过DSP计算最大的输出功率，同时发出四个脉冲控制场效应晶体管的脉冲发出。分别用DC/AC转换器和DC/DC转换器发出交替的电流和直接的电流。
目前，有些问题困扰着混合系统的发展。它们是：最大功率点跟踪控制改善高效的混合系统的是一个困难的问题，一些职能控制方法被用来改善常见的PID控制器，比如模糊的、神经网络、免疫和鲁棒控制。为了提高混合系统的发电效率，必须应用高效的MPPT算法。它包括风涡轮和光电的最大功率点跟踪控制，比如混合系统中常用的摄动和观察法和增加的电导率法以及恒压法。尽管在目前的文献中有各种不同的MPPT算法，电力生产效率相对来说还是低的，混合系统的电能生产总量经常因为天气的原因而改变。这个电路拓扑必须被认为是获得了最大的功率跟踪点。在混合系统中应用常见的降压和升压以及降压-升压电路，但是在达到MPP的过程中效率是很低的。这时候必须用到蓄电池组，它包括充电和放电。为了减少投资和增加利益，必须要研究最佳的混合系统。
4.混合发电系统在中国的应用
在中国，主要的太阳能风能混合系统应用在城市路灯照明和分布生产以及抽水灌溉中。特别的，随着能源价格的增加，在中国风能太阳能混合能演的应用已经成为很大的趋势。
4.1.城市路灯照明系统
众所周知，中国是世界上最大的发展中国家，现在人口已经超过13亿。有几百个大城市，人口超过一百万。有1000万的灯具在这些城市里。例如，一个路灯每天要消费2度的电能，每年总的用电量超过730度。整个城市的路灯照明系统每年总的用电量超过73亿度。电能的开支超过10亿美元。中国政府要支持巨大的经济负担，同时还要消耗大量的资源。幸运的是中央政府应该开始重视这个问题了。当地政府在城市路灯照明系统中运用了风能和太阳能，比如风能路灯、太阳能路灯和风能太阳能混合能源路灯。风能太阳能混合能源路灯具有更好的竞争力和受欢迎度。中国越来越多的城市开始用风能太阳能混合能源路灯代替传统的路灯。
目前，一个混合的LED照明系统包括一个太阳能电池和一个风涡轮以及一个蓄电池组，容电量分别是150W和400W以及200Ah。在中国一个混合LED路灯的总价是25000元，传统的路灯是15000元。比如中国东部一个城市有50000个传统的路灯，每年总的用电量超过6.6千万度，每年的电费5百万美元。传统路灯总的采购资本是1.07亿美元。在过去20年内，政府花费了超过2.7亿美元。同时，总的煤炭损耗超过396000吨。现在，传统的路灯被风能太阳能混合型路灯取代了。购买风能太阳能混合型路灯花费了1.429亿美元，是总的电能费用是零。同时总的煤炭消耗是零。当然，在20年间，蓄电池组被更换了三次，总共的费用是1.286亿美元。每年的维修费用是100万美元。在20年，风能太阳能混合型路灯总的费用大概是2.915亿美元。迄今为止，风能太阳能混合型路灯的费用高于传统型路灯，但是这对环境是有很大好处的。在未来的中国，混合型的风能太阳能路灯将变的更有竞争力和更加有受欢迎。现在，中国缺乏技术，比如MPPT控制方法、MPPT算法和蓄电池组的管理。近10年来越来越多的中国科学家认识到了这个问题，一些成熟的技术被用在工业产品中。当然相对于发达国家来说，这个技术是低级的。例如，大量国外的MPPT算法被中国专家应用在工业领域，但是国内的技术只占很小的部分。
在中国，还有关于风能太阳能混合型路灯的实际应用，比如高速公路照明系统、城市社区照明系统和风景区照明系统。但是现在风能太阳能混合路灯的控股不及传统的路灯。风能太阳能混合型路灯在以后有很大的潜力。
4.2.分布式发电
在2008年，中国南部和中部地区分别两个巨大的自然灾难。一月份，一场暴风雪袭击了中国南部，有15个省和5亿人民受到了这场雪灾的影响。南方因为没有煤炭的供给导致电力供应的终止。如上面提到的，数以百计的人生活失去保障。在2008年的5月12日，一场突如其来的地震发生在中国中部四川省美丽的汶川市。超过1000万的人受到了自然灾害的影响，受灾区域面积超过100000KM2，数以百万计的人失去他们的亲戚、父母、爱人和孩子。由于受到地震毁灭性的破坏，电力供应和水供应都停止了。数以百万计的人们陷入灾难中，这凸显了在中国缺少分布式发电这个大问题。电能在大的电厂生产，然后通过变送器传送给用户和分布式网络。在过去的30年，中国政府就已经重视大范围的分布式网络，在2005年，总的电能是517184.8MW。然而，在人们越来越依赖的电能供应时，在LSDN中存在着一个大的危险。数以百万计的人们将受到电力事故的影响。当电能被不可预料的事故所中断时，工厂生产和社会活动都将停止。
中国政府已经认识到了DG在解决不可预料的灾难中带来的问题时的重要性。紧急的电能可由柴油机生产。但是，这个方法遇到了困难，因为在灾难发生的时候，受灾区的交通终止而且当地没有适当的柴油机。幸运的是，风能和太阳能不会受到自然灾害的影响。随着技术的发展，风能太阳能混合系统可以适当的克服这些困难。混合型的DG有很多优点比如高效、可靠、有利于环境而且电能的能源是可再生的以及易于分布。分布的能源生产就是能源发电单元处于用户的附近，而且小型混合型DG单元在可预见的未来将迅速发展。从2002年到2005年，中国政府已经投资了7亿美元建造了268个小型水利发电厂和721个独立的风能太阳能混合电厂同时西部省区的收益群众达到了130万。
以西藏的无表变电站和铁路站为例。在2006年7月1号，由成千上万的工人建成了从青海西宁到西藏拉萨的青藏铁路，总长1956千米，那里有恶劣的环境和漫长的冬天。但是，因为火车运行需要电能供应，所以建立了变压器和铁路站，电压等级是110KV。因为恶劣的天气，所建立的变送站和铁路站都没有表，而且总的数量超过38个。当然，在无表变送器和铁路站中运用了一些必要的技术，必如影像输出、远程控制、防火、报警、远距离传送和宽带。西藏的光照时中国最强的 ，而且大部分荒芜地区都有很大的应用光伏发电的潜力。这些技术提高了DG的自动化水平。
在中国还有关于DG的实际应用，比如野营照明系统，升压降压照明系统，移动传媒的能量供应和备用能量供应。特别的，中国西北地区有数以百万计的牧民，牧群和牧民随着不同的季节而迁移。草原离主要的电站很远，传统的电站是不实际的。幸运的是，他们可以用小型的混合DG单元便利的得到电能，而且牧民的生活会因为电器的应用而得到改善。但是现在DG只占很小的部分。随着人们生活水平的提高，中国政府和越来越多的人们认识到在提高电能供应安全中DG的重要性，所以风能太阳能混合型DG在未来的中国有很大的潜力。
4.3.抽水灌溉
在中国广大的土地面积上有丰富的水资源，根据水利部门的数据，每年地表水总量是2711.5亿m3，地下水总量是828.8亿m3。但是中国人民平均水量是2700m3，是世界平均人口水量的1/4。特别的，中国西北地区的水是极其紧缺的，2007年中国西北沙漠地区面积超过130万km2。根据中国林业局的数据，2001年增加的沙漠面积超过2000km2。幸运的是，中央政府和当地政府已经认识到了沙漠面积增加的问题，在西北地区一些实际的行动被用来改善环境和动物种群。
在过去的30年就应该提出，中国人民已经种了大量的树，总的树的数量超过300亿。在过去的10年内，中国的环境和物种得到了很大的改善。然而，就像我们在新闻报道中所知道的，由于缺水上亿的树已经死亡。幸运的是，在中国西北地区沙漠地的地下水是很丰富的。地下水给了我们绿化沙漠的希望。一些水电站被用来抽取地下水。就像上面提到的，环境和物种是非常脆弱的，而且沙漠地区离主要的电站是很远的，交通也是很不便利的。同时，在广大的西北地区存在着很强的光照和风能源。风能太阳能混合水利系统有很大的绿化沙漠的潜力而且可以改善灌溉西北地区农田。
在中国西部地区用太阳能抽水机来抽取地下水。比如，在新疆石河子的灌溉照明中安装了混合型的水利抽水系统，这个系统的光伏容量是2.5KW。试验数据显示平均灌溉用水量是60m3，在较好的灌溉条件下最大的需水量是80m3。这个系统结局了偏远地区的灌溉和照明问题。根据世界银行的数据，这个系统在40KW的条件下太阳能抽水的水价和柴油机抽水的水价是相等。现在，随着太阳能电池的降价，这个系统的功率大概是75KW。如果太阳能电池的价格降低到3美元每瓦特，那么这个系统的功率将达到150KW到200KW。所以随着光伏技术的发展，太阳能抽水机在未来有很大的潜力。当然这个美好的前景是建立在技术的进步上的，比如太阳能电池、MPPT、整流器、换流器、发电机和水泵。然而，在独立的太阳能系统中存在着一个明显的弱点，那就是由于太阳能抽水机的输出功率会随着不同的灌溉条件而改变而不能一直工作下去。有一个简单的方法可以解决这个问题，那就是太阳能风能混合系统。太阳能和风能是中国西部最丰富的可再生资源，而且发现太阳能和风能之间能很好的补偿彼此。混合型的风能太阳能系统抽取地下水的总量比独立的太阳能抽水要多。在西部地区，混合型的风能太阳能抽水系统的发展潜力是巨大的，这可以改善物种和环境以及偏远村庄人们的生活质量。
一些实际的应用被用来提高西北地区的物种和交通，比如沙漠公路、保护沙漠绿洲和减少沙漠。实际上，1995年塔里木沙漠公路把北方的新疆省和南方联系起来了，它位于中国最大的塔克拉玛干沙漠中，这条沙漠公路的长度是550km。在沙漠公路的两边种植了上百万的树木，同时一些利用柴油机发电来提供抽取地下水所需电能的灌溉技术。在不久的将来，风能太阳能混合发电系统将取代传统的柴油机发电系统。在过去的10年间，已经有超过5条沙漠公路建成，随着沙漠公路的发展和树木的增加，西部地区对混合系统的需求也是巨大的。
5.中国可再生能源的政策和障碍
在过去的10年内，可再生能源已经被中国政府重视，同时在2005年2月28号，中国政府批准了中国可再生能源法律。根据CDIC的数据，到2020年可再生能源的发展包括以下部分：大型水利电力是3亿千瓦，风能量是30000MW，太阳能光伏发电系统是1800MW，生物能源是30000MW，太阳能热水是3亿平方米，生物燃料是150亿公升。
为了达到可持续发展，中国政府明确指定了一系列方针政策来鼓励利用可再生能源，比如风力电能的价格大概是传统电能的两倍，同时可由当地政府可在城市路灯照明系统中应用可再生能源照明。但是，中国有30多个城市，在不同的省需要的可再生能源供应动力是不同的。比如，上海是中国发展速度最快的地区，相比于西部的省份，上海缺少矿物燃料，同时上海政府重视可再生能源的发展，比如海洋风，太阳能和潮汐能。相反的，一些西部和北方的省份有足够的矿物燃料资源，推动很小。而且，中央政府的政策和法规被当地政府拒绝。
在过去的10年中，中国可再生能源的应用取得了很大的成就，同时在每个领域内可再生能源技术都提高了。然而，一些障碍阻碍了中国迅速的发展，比如政策障碍，经济障碍，市场障碍和技术障碍。
首先，中央政府颁布了激励的政策，但是这些政策很难被当地政府实施。采取了很少的实际行动去发展可再生能源。其次，可再生能源需要大量的钱，同时可再生能源产品的价格比传统的要高，这个超出了一般人可承受的范围。特别的，西部人民的购买力是很差的，他们不可能去购买昂贵的风能太阳能混合发电系统。换一种说法，为了实现经济可持续发展，政府在财政上的帮助是必不可少的。第三，可再生能源应用的市场是很小的。举个例子，2007年中国太阳能电池生产总量是1200MW，占世界太阳能源的35%，这在世界上排列第一。但是，只有很小一部分太阳能电池应用在国内的太阳能产品中，大部分都是出口到发达国家了。最后，可再生能源的技术被发达国家垄断了，技术上投资不够所以不可能研发出核心技术。
6.结论和建议
众所周知，中国有丰富的可再生资源，这篇文章描述了其在中国的分布、发展和应用。随着中国经济的快速发展，中国政府制定了激励政策，可以预知，由于未来越来越大能源压力，可再生能源的应用和可再生能源产品迅速增加。所以中央政府和当地政府已经认识到了可再生资源在可持续发展中的重要性。而且，人们的购买力随着中国社会的繁荣发展而迅速增加，越来越多的平民认识到了环境的重要性。在未来，可再生能源在中国的应用的潜力是巨大的。
在中国辽阔的土地上，风能和太阳能源是丰富的，而且从风能和太阳能得到的可再生能源是最环保的。但是，独立的风能和太阳能系统的电力输出依赖于不可预料的天气和气候的变化，而且这种电力输出是不稳定的。风能太阳能混合系统可以部分的克服这个问题。在中国已经有一些混合系统的产品投入使用，混合照明系统已经应用在上百的中国城市的路灯照明系统中。在过去10年，混合系统的竞争力大大增加了，而且更加的受欢迎。可以预见，风能太阳能混合系统在未来中国的潜力是巨大的。
然而，尽管中国中央政府已经颁布了一些激励政策 和法规，但是关于风能太阳能混合系统明显的政策障碍、经济障碍、技术障碍和市场障碍还是存在的。政府强大的财政支持对解决这些障碍时很重要的。为了实现可持续发展，下面是特别推荐的措施；
1.由于中央政府和当地政府的激励政策，风能太阳能混合能源的应用增加了。
2.应该投入充足的资金研究风能太阳能混合能源，应该鼓励大学和研究生院研究风能太阳能混合能源系统。
3.中央政府和当地政府应该鼓励国际合作以提高国内的技术。
4.中央政府应该提供充足的资金去帮助未来西北偏远地区的终端用户。
5.减税免税能刺激企业家的热情，他们将主动响应政策增加市场。
6.政府应该保证投资者的优势。
7.一定要建造大型的沙漠分布电厂以改善将来的能源结构。
8.应该建立产业链以提高中国光点工业的经济利益。特别的，在将来应该解决硅材料紧缺的问题。
9.认证和检测机构缺少与国际组织的联系，没有建立规范的整体工业。
致谢
该项目获得了中国博士后研究组织的财政支持，上海白玉兰科学和技术组织和中国教育研究组织以及陕西科学研究和发展项目组织。
参考文献
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