基于光伏發(fā)電的多能互補(bǔ)發(fā)電體系分析

王澄統(tǒng)

國(guó)家電投集團(tuán)海南新能源投資有限公司 海南 ?？?570100

引言

現(xiàn)如今太陽(yáng)能資源發(fā)展速度較快，由于有著一系列的特點(diǎn)，比如容易獲取、便于使用，從而得到了大力發(fā)展。以國(guó)內(nèi)總裝機(jī)容量來(lái)看，光伏發(fā)電有著很大的比例，一般被建于人口稀少的地區(qū)，由于使用的用戶較少，為了能夠維持電網(wǎng)的穩(wěn)定，常常不得不“棄光限電”，這極大浪費(fèi)了資源。在建立光伏電站的過(guò)程中，常常被多種因素所影響，尤其是氣候因素，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)電不穩(wěn)定。因此有必要尋找一種方案，促使光伏發(fā)電得到廣泛地利用。

1 與風(fēng)能互補(bǔ)

光伏互補(bǔ)能源應(yīng)當(dāng)具備以下特征：首先，夜間能夠彌補(bǔ)光伏發(fā)電的不足，白天可為光伏發(fā)電，提供足夠的電量，以保證供電的正常運(yùn)行。其次，應(yīng)該具有易操作的特性，在發(fā)電過(guò)程中出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，可以及時(shí)介入其中，確保電網(wǎng)不受到影響。最后，對(duì)于光伏互補(bǔ)能源而言，要便于獲取，要能夠在地域中普遍應(yīng)用，這樣才能方便推廣。除此之外，在做到便捷、高效的同時(shí)，還要注重能源的清潔型，這也是將來(lái)必然的形式。

風(fēng)能發(fā)電較為成熟，具備一系列顯著優(yōu)勢(shì)：風(fēng)能容易被獲取、夜晚能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)電、所需基建周期并不長(zhǎng)、滿足互補(bǔ)能源的要求等。從時(shí)間上來(lái)看，不同的發(fā)電模式有著互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。首先從晝夜角度來(lái)看，在白天，當(dāng)光照強(qiáng)時(shí)，氣壓通常會(huì)升高，風(fēng)力會(huì)減??；隨著太陽(yáng)慢慢落下，光照會(huì)隨之變?nèi)?，同時(shí)氣壓會(huì)減弱，這時(shí)地表的溫差會(huì)增大，風(fēng)力也會(huì)變強(qiáng)。其次從季節(jié)角度來(lái)看，由于夏季極可能被太平洋季風(fēng)所作用，進(jìn)而產(chǎn)生高壓地區(qū)，此區(qū)域有著較強(qiáng)的輻射，同時(shí)風(fēng)力相對(duì)較小；冬季極可能被西伯利亞季風(fēng)所作用，從而會(huì)降低輻射強(qiáng)度，而且風(fēng)力相對(duì)較大，在峰面上會(huì)產(chǎn)生較大的風(fēng)能。對(duì)于太陽(yáng)能和風(fēng)能而言，從時(shí)間上來(lái)看，存在互為補(bǔ)充的屬性，能夠促進(jìn)風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展，是擁有相當(dāng)高的價(jià)值的，可以構(gòu)建新能源的供電系統(tǒng)，如果構(gòu)建并網(wǎng)型系統(tǒng)，添加安裝儲(chǔ)能裝置，能夠進(jìn)一步削峰平谷，具備較為理想的生產(chǎn)效益。但關(guān)于儲(chǔ)能的技術(shù)目前尚不成熟，未來(lái)有待進(jìn)一步優(yōu)化與推廣應(yīng)用。對(duì)此，電力領(lǐng)域可以采用鐵鉻液流電池對(duì)能源進(jìn)行儲(chǔ)備，確保供電的過(guò)程能夠連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行[1]。

2 與地?zé)崮芑パa(bǔ)

地?zé)釋儆谝环N可再生資源，價(jià)格低廉而且沒(méi)有污染，具備較強(qiáng)的綜合性，多數(shù)地?zé)嵩从诘厍蛏钐帲瑏?lái)自巖漿與物質(zhì)衰變，較少的地?zé)嵩从谳椛?。通過(guò)對(duì)地?zé)崮艿睦?，除了可以進(jìn)行發(fā)電，也具備一系列功能，如供暖、水產(chǎn)養(yǎng)殖等，這些功能都是人類所需要的。在國(guó)內(nèi)很多地方都分布有地?zé)?，如青藏高原地區(qū)、滇西等。在青藏高原地區(qū)，儲(chǔ)藏著大量的地?zé)?，有著較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。無(wú)論是渤海地區(qū)，還是珠江三角洲，均具備足夠的光照強(qiáng)度，對(duì)光伏進(jìn)行開(kāi)發(fā)，有著很高的價(jià)值。在珠江三角洲地區(qū)，存在較大的人口基數(shù)，海南是一個(gè)旅游大省，大力發(fā)展互補(bǔ)體系，有助于激活地?zé)岬膬r(jià)值；在渤海一帶區(qū)域，分布著眾多的工廠，用電需求較為突出，在冬季存在供暖的需求，在我國(guó)東北三省與華北地區(qū)，有著較為發(fā)達(dá)的農(nóng)牧業(yè)，也可以展現(xiàn)地?zé)岬木C合性。一般對(duì)于地?zé)岚l(fā)電而言，與汽輪機(jī)技術(shù)息息相關(guān)，該項(xiàng)技術(shù)較為成熟，便于進(jìn)行調(diào)控，可確保供電的穩(wěn)定。在白天可借助光伏供電，電廠輔助供電，在夜間依靠電廠供電，并且由蓄電池輔助供電[2]。

3 與海洋溫差能互補(bǔ)

可將海洋看成太陽(yáng)能采集器，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，海洋每年會(huì)吸收大量的太陽(yáng)能，可高達(dá)37億萬(wàn)千瓦/時(shí)左右，是全世界用電量的數(shù)千倍，具備較高的利用價(jià)值。

何謂海洋溫差發(fā)電，指在經(jīng)過(guò)太陽(yáng)加熱之后，在深層水和表層水之間，會(huì)產(chǎn)生一定的溫差，利用這一溫差來(lái)進(jìn)行發(fā)電。在我國(guó)眾多海域，表層水和深層水（海深500米）之間的溫差，一般可超過(guò)20攝氏度。海水溫差變化不大，便于進(jìn)行發(fā)電，若不考慮維修，則可以持續(xù)工作。通過(guò)對(duì)集熱裝置的使用，對(duì)表層水進(jìn)行加熱，在增加溫差的基礎(chǔ)上，促使發(fā)電效率得到顯著提升，保證光伏發(fā)電正常進(jìn)行。構(gòu)建浮動(dòng)式集熱裝置，用不著考慮土地占用問(wèn)題，可以極大減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用。

4 與聲能互補(bǔ)

150分貝的噴氣式飛機(jī)，其聲音所含功率大概為1萬(wàn)瓦特。這是相當(dāng)大的污染，同時(shí)也是一種潛在的巨大資源。由于噪聲來(lái)源并不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)性較差，而且得不到充分利用，需要開(kāi)展大量的論證與實(shí)驗(yàn)，所以聲能不可以作為單一互補(bǔ)能源。換句話來(lái)講，聲能可以作光伏的多能互補(bǔ)能源。對(duì)于隧道交通系統(tǒng)而言，是一個(gè)較為理想的互補(bǔ)體系場(chǎng)所，在車(chē)輛通過(guò)的過(guò)程中，會(huì)形成很大的噪音與風(fēng)能，與此同時(shí)，車(chē)輛通行存在一定的周期性，從而較為容易控制整合體系。

電力領(lǐng)域可以建立聲能發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)由聲能收集設(shè)備與換能器兩部分構(gòu)成，前者可借助共鳴器達(dá)到收集噪聲的目的，后者根據(jù)原理的不同，可分為電磁式轉(zhuǎn)換、靜電式轉(zhuǎn)換等。通常情況下，日間交通系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的噪聲大，而夜間收集到的噪聲則較小，故可考慮于日間收集噪聲，待夜間用電高峰期，則可通過(guò)多能互補(bǔ)的方式供電，確保用電連續(xù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，光伏發(fā)電與其他能源進(jìn)行互補(bǔ)，能夠極大提升光伏發(fā)電的性能，有效延長(zhǎng)電能供給時(shí)間，與此同時(shí)，可以顯著提高并網(wǎng)穩(wěn)定性，更為關(guān)鍵的是，通過(guò)光伏發(fā)電，有助于實(shí)現(xiàn)城市產(chǎn)業(yè)化。對(duì)于光伏發(fā)電和單個(gè)能源而言，兩者間的互補(bǔ)有著一定的約束性，然而在經(jīng)過(guò)多能互補(bǔ)之后，能夠有效彌補(bǔ)相互能源的不足。要促使這些能源達(dá)到產(chǎn)業(yè)化，需要大力發(fā)展高精尖技術(shù)，并且要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，提高能源利用率。