2.4 发电系统经济型比较
发电系统中的各组件成本如表2所示。通过对比无蓄电池的风光互补发电系统以及传统的风光互补发电系统的基础建设费用得出，无蓄电池的风光互补发电系统总成本相对于传统带有蓄电池的风光互补系统降低了43.2%。
1)太阳能与风能具有季节互补性，特别是太阳能辐射强度相对较弱的冬季，风能补充作用明显。
2)通过自控系统的调控及建立相应的生物反应器运行工况，可以实现发电单元电能输出稳定，且能源利用率达到80.0%，证明利用无蓄电池风-光能互补驱动生物反应器处理农村生活污水是可行的。
3)采用无蓄电池组风-光能互补发电驱动生物反应器，167 d的连续运行实验结果显示，对COD、NH4+-N和TN的平均去除率分别为90.6%、94.7%和61.7%。
4)通过24 h连续实验发现，反应器在白天运行和夜间静置阶段对污染物的去除均有贡献，其中白天运行阶段对COD、NH4+-N和TN的去除贡献较大，分别为91.6%、96.3%和86.3%。
5)无蓄电池的风光互补发电系统基建投资总成本相对于传统带有蓄电池的风光互补系统降低了43.2%。
城市水体的黑臭现象是人们通过视觉和嗅觉对水体的一种综合感观, 通常是指散发出刺鼻、恶心的气味, 呈现黑色或灰黑色, 生态功能丧失的水体.随着我国城市化进程的加快, 城市河流的生态系统也面临着重大的挑战.由于工业废水和生活污水的排放, 许多水体发黑发臭, 严重影响了人们的生活环境.夏季和秋季风资源相对匮乏，而春季和冬季风力资源较为丰富，特别是在冬季，平均风速均可达到1 m·s?1以上。此外，春季白天风速较高，峰值出现在15:00左右;夏、秋两季日变化幅度较小;冬季风速日变化波动较大且维持在较高水平，风力最大值出现在16:00—18:00时之间。作为辅助能源，冬季相对丰富的风力资源对于冬季相对较弱的太阳能资源将是良好的补充。
因此，太阳能和风能存在的互补效应，基于风光互补供电的模式可以很大程度上强化供电的稳定性，使无蓄电池组的风-光能互补供电驱动农村生活污水处理设施成为可能。
2.2 太阳能辐射强度和风速变化特征调查分析
在实验期间，对生物反应器运行稳定后光伏发电板和风力发电机的发电能力、发电量、负载(生物反应器)的耗电量以及相对应的气象条件进行了连续监测，结果如图4所示。
由图4(a)可知，从2017年6月11日到2017年9月25日连续监测的107 d内，太阳能的日平均产电量高达641.4 kJ，作为辅助能源的风能日平均产电量则为51.9 kJ。这个结果与图2相符，在夏、秋季，风能的补充作用较小。太阳能和风能日平均总发电量为693.3 kJ，而生物反应器日平均用电量为587.2 kJ，能源利用率(当日耗电量/当日发电量)基本可维持在80.0%左右,如图4(b)所示。此外，由图4可以明显看出，除极端气候(如终日阴雨天气下)条件下，系统能量平衡(发电量-耗电量)均为正值，表明无蓄电池的风-光能互补发电系统的发电量完全可以满足污水生物处理反应器所需的耗电量，支持设备的稳定运行。图4(c)为以上数据相应的气象条件。基于传统风-光能互补发电系统的评价方法进行核算(除极端天气外)，本系统基本满足以下2点：1)光伏和风机的日平均发电量(825.6 kJ)应大于设定的最低日平均耗电量(485 kJ)的1.8 倍;2)发电量的峰值(952.0 kJ)不超过月平均耗电量(732.4 kJ)的10%。