將太陽能發(fā)電與風能發(fā)電、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)及扶貧項目等相結(jié)合就構(gòu)成了光伏+模式。說到光伏產(chǎn)業(yè)的具體應用,多數(shù)人的腦海里都會出現(xiàn)西部戈壁灘或者沙漠建設的光伏電站,或者工業(yè)廠房屋頂建設的分布式電站。由于太陽輻射能量密度低,建設光伏電站一般需要大面積的廉價土地,比如戈壁灘、半固定的沙漠和鹽堿地等。長期以來,我國主要在新疆、青海、甘肅、內(nèi)蒙古等地發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)。但由于這些地區(qū)適合建設的地方十分有限,且把這些電從沙漠地區(qū)運輸?shù)焦I(yè)比較發(fā)達的沿海和南部地區(qū)成本比較高,所以中國目前的光伏電站已經(jīng)遭遇了發(fā)展的瓶頸,西部地區(qū)的電站建設速度也逐漸放緩。光伏+模式為太陽能產(chǎn)業(yè)指明了一條新的發(fā)展道路,不僅可以解決太能能自身的局限性,又有效利用了土地資源,更有可能為貧困農(nóng)民帶來造血能力。
光伏+風能提高可再生能源的綜合利用率
太陽能和風能是最普遍的自然資源,也是取之不盡的可再生能源,而且兩者在時間變化分布上有很強的互補性。白天太陽光最強時,風很小,到了晚上,光照很弱,但由于地表溫差變化大而風能有所加強;在夏季,太陽光強度大而風小,冬季,太陽光強度弱而風大。太陽能和風能在時間上的互補性使得風光互補發(fā)電系統(tǒng)在資源分布上具有很好的匹配性,因此而建立起來的風光互補發(fā)電系統(tǒng)就資源條件而言是很好的獨立供電系統(tǒng)。
光電系統(tǒng)是利用光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)換成電能,然后通過控制器對蓄電池充電,最后通過逆變器對用電負荷(交流負載)供電的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)供電可靠性高,運行維護成本低,缺點是系統(tǒng)造價高。風電系統(tǒng)則是利用小型風力發(fā)電機,將風能轉(zhuǎn)換成電能,然后通過控制器對蓄電池充電,最后通過逆變器對用電負荷供電的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)發(fā)電量較高,系統(tǒng)造價較低,運行維護成本低,缺點就是小型風力發(fā)電機可靠性低。
雖然風電和光電系統(tǒng)通過引入蓄電池儲能設備后能夠穩(wěn)定供電,但系統(tǒng)每天的發(fā)電量受天氣的影響很大,會引起系統(tǒng)的供電與用電負荷的不平衡,從而導致蓄電池組處于虧電狀態(tài)或過充電狀態(tài),長期運行會降低蓄電池組的使用壽命,增加系統(tǒng)的維護投資。考慮到風電和光電系統(tǒng)在蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)可以通用,所以建立風光互補發(fā)電系統(tǒng)在技術(shù)應用上成為可能,同時可以減少儲能設備—蓄電池的設計容量,一定程度上消除了系統(tǒng)電量的供需不平衡,從而即降低了系統(tǒng)投資也減輕了系統(tǒng)維護工作量。因此從技術(shù)評價來看,風光互補發(fā)電系統(tǒng)是一種合理的獨立供電系統(tǒng)。
風光互補發(fā)電系統(tǒng)在資源上彌補了風電和光電獨立系統(tǒng)在資源上的各自缺陷,在技術(shù)應用中可以通過儲能環(huán)節(jié)使獨立的風電、光電系統(tǒng)得到合理化整合。風光互補發(fā)電系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的用電負荷情況和資源條件進行系統(tǒng)容量的合理配置,既可保證發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性,又可降低發(fā)電系統(tǒng)的造價。無論是怎樣的環(huán)境和怎樣的用電要求,風光互補發(fā)電系統(tǒng)都可作出最優(yōu)化的系統(tǒng)設計方案來滿足用戶的要求。
光伏+農(nóng)業(yè)提高單位土地產(chǎn)出率
光伏+農(nóng)業(yè)作為一種新興的農(nóng)業(yè)形式,光伏農(nóng)業(yè)為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)指明了一條“類工業(yè)”的綠色發(fā)展道路。由于光伏發(fā)電不僅解決了取水灌溉、機械動力所需要的供電問題,還可以產(chǎn)出多余的電力上網(wǎng)輸出,因此光伏農(nóng)業(yè)是符合生物鏈關(guān)系和生產(chǎn)原料能量系統(tǒng)要求的重要農(nóng)業(yè)工程形式。從長遠來看,發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)不僅可以解決光伏產(chǎn)業(yè)與農(nóng)業(yè)發(fā)展爭地的現(xiàn)狀,對于我國的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型也具有重要意義。
光伏+農(nóng)業(yè)的模式主要通過在農(nóng)業(yè)大棚上架設不同透光率的太陽能電池板或者光伏薄膜來實現(xiàn)。其優(yōu)勢在于:首先,由于其具備一定的透光性,不僅能滿足不同作物的采光需求,可種植有機農(nóng)產(chǎn)品、名貴苗木等各類高附加值作物,還能夠養(yǎng)殖牲畜、發(fā)展?jié)O業(yè),或者實現(xiàn)作物的反季種植。其次,光伏農(nóng)業(yè)大棚利用的是農(nóng)業(yè)大棚的棚頂,因此能夠節(jié)約土地資源。最后,作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式,在帶動區(qū)域農(nóng)業(yè)科學技術(shù)推廣和應用的同時,通過實現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技化、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化,將成為區(qū)域農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民增收的支柱型產(chǎn)業(yè)。比如光伏農(nóng)業(yè)大棚把農(nóng)業(yè)、生態(tài)和旅游業(yè)結(jié)合起來,利用田園景觀、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和生態(tài)農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式,以貼近自然的特色旅游項目吸引周邊城市游客在周末及節(jié)假日作短期停留,以最大限度利用資源,增加旅游收益。
在國家相關(guān)政策抑制大型集中式地面電站建設、分布式發(fā)展又遭遇“好屋頂難求”的背景下,光伏蔬菜大棚、“漁光互補”水產(chǎn)養(yǎng)殖、太陽能殺蟲等一系列農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用,為國內(nèi)光伏+農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來了新的機會。光伏技術(shù)和產(chǎn)品在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中有著廣泛的運用前景和重大的現(xiàn)實意義。有專家計算,如果在全國大面積、大范圍地推廣光伏農(nóng)業(yè)產(chǎn)品,其市場可達千億元規(guī)模,在5年內(nèi)可達到萬億元規(guī)模。
光伏+扶貧項目惠農(nóng)新路
光伏發(fā)電與扶貧相結(jié)合,實現(xiàn)了扶貧開發(fā)由“輸血式扶貧”向“造血式扶貧”的轉(zhuǎn)變,開創(chuàng)了一條扶貧、環(huán)保、光伏產(chǎn)業(yè)共贏的惠農(nóng)新路。在政府和電網(wǎng)企業(yè)的大力支持下,分布式光伏發(fā)電或?qū)⒏淖冐毨У貐^(qū)的面貌。
光伏扶貧始于安徽省合肥市。2013年,合肥市政府在全市選擇了105戶農(nóng)村貧困家庭開展分布式光伏發(fā)電站建設試點工作,探索了一條農(nóng)村“無勞力、無資金、無穩(wěn)定收入來源”貧困農(nóng)戶脫貧解困的新路子。試點工程讓不少貧困人口的基本生活得到了保障,合肥市首批試點電站發(fā)電90MWh,上網(wǎng)電量73MWh,戶均季度增收632元,最多1戶增收1093元。
光伏扶貧工程能為貧困戶帶來穩(wěn)定的家庭收入,并在資源與環(huán)境矛盾日益突出的今天,能為環(huán)境減負,也是能源利用方式的改變。然而,利用光伏發(fā)電達到扶貧目的,最重要的還是讓電力能夠上“網(wǎng)”。這就需要電網(wǎng)的“最后一公里”,將分散的光伏電站與電網(wǎng)連結(jié)起來。因此,電網(wǎng)建設和維護在光伏扶貧工作中起著至關(guān)重要的作用。此前,國家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司均已開展個人分布式光伏電站的并網(wǎng)工作,制定了一系列優(yōu)惠的服務舉措,包括為業(yè)主提供免費的接入系統(tǒng)方案制定、并網(wǎng)檢測、調(diào)試等全過程服務,免收系統(tǒng)備用費,按照國家政策全額收購富余電力等等。
光伏+模式分布式光伏發(fā)展新趨勢
在國家大力發(fā)展低碳綠色經(jīng)濟的背景下,政策利好+技術(shù)利好+環(huán)境利好,天時地利人和有利于光伏+產(chǎn)業(yè)大發(fā)展。預計到2020年,風光互補分布式能源的消費比化石能源還要便宜。在“十三五”期間,通過推動新能源的發(fā)展實現(xiàn)精準扶貧,使中西部地區(qū)的風電、太陽能資源豐富的地區(qū),通過分布式能源、綠網(wǎng)型、智能微網(wǎng)和新型城鎮(zhèn)化,利用這些載體,可以迅速帶動他們脫貧致富、走向小康。由于建設農(nóng)業(yè)與光伏一體化電站,將傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植與光伏發(fā)電相結(jié)合,提高光伏發(fā)電項目土地的綜合利用率,實現(xiàn)陽光、土地資源的立體高效利用,得到了眾多地區(qū)的青睞。
責任編輯: 李穎