水庫光伏開發(fā)新模式

水庫光伏開發(fā)新模式摘要：太陽能發(fā)電是一種新型能源，而且整個發(fā)電過程沒有太多的環(huán)境污染，是國家提倡的新能源產(chǎn)業(yè)，發(fā)展太陽能被廣泛運(yùn)用到國內(nèi)不同區(qū)域。部分水庫地區(qū)鋪設(shè)大量太陽能光板，形成水庫-光伏發(fā)電互補(bǔ)。水庫地區(qū)的面積大，可高效利用水庫面積來鋪設(shè)光伏電板來形成水庫和光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)，打造新型的水庫光伏發(fā)電的新模式。本篇文章就重點(diǎn)在水庫開發(fā)太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)入手，結(jié)合地區(qū)自然條件和光伏發(fā)電技術(shù)，探討了開發(fā)大中型水庫太能光伏電站的可能性，研究分析開發(fā)水面光伏電站對水庫帶來的環(huán)境影響。關(guān)鍵詞:水庫；光伏發(fā)電；水光互補(bǔ)引言：光伏發(fā)電是通過利用太陽能光伏板產(chǎn)生光伏電能，然后將這些沒有污染太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，在國?nèi)的大多數(shù)省份都有豐富太能資源，高效利用資源來優(yōu)化改善國內(nèi)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，這是實(shí)現(xiàn)國內(nèi)能源再生發(fā)展的關(guān)鍵路徑。將太陽能與水庫設(shè)施相融合，建立起水面上的光伏發(fā)電站，能夠發(fā)揮水利工程作用，能夠?qū)で蠼?jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn)。依托于水電站已經(jīng)有的電力設(shè)施來發(fā)電，可以減少電網(wǎng)接入時的規(guī)劃建設(shè)成本，提高了光伏發(fā)電投資效益。一、光伏發(fā)電站的原理和特點(diǎn)太陽能是可再生綠色循環(huán)的能源，利用太陽能來發(fā)電，不會產(chǎn)生任何污染，是清潔環(huán)保能源。光伏發(fā)電站具有建設(shè)周期短，沒有燃料和能源損耗，不會產(chǎn)生廢水、廢渣、廢氣，而且設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)健可靠、穩(wěn)定性強(qiáng)，服務(wù)周期較長，而且設(shè)備維護(hù)比較簡單，保養(yǎng)費(fèi)用較低。光伏發(fā)電就是占地面積大，接入國家電網(wǎng)時需要補(bǔ)償設(shè)備，電能存儲比較困難，而且太陽能發(fā)電與當(dāng)?shù)毓鉄釛l件緊密關(guān)聯(lián)。二、水庫開發(fā)光伏電站的優(yōu)越性相比在水面建設(shè)光伏發(fā)電站，在水庫地區(qū)水面鋪設(shè)光伏電板，能夠更好利用水庫的地域面積，也借助于水庫設(shè)施創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約了大量土地，不會占用地表土地面積。我國一些山區(qū)地區(qū)土地資源欠缺，近幾年，城鎮(zhèn)化開發(fā)建設(shè)，造成部分省份內(nèi)部土地資源比較緊張，在加之光伏發(fā)電對用地和坡度都有一定的要求，這會影響到當(dāng)?shù)毓夥a(chǎn)業(yè)發(fā)展。將光伏電板放置于水庫表面，可以減少占用大量土地資源，不斷拓寬光伏發(fā)電板鋪設(shè)領(lǐng)域。此外，水庫水面光伏發(fā)電成為了一種新型發(fā)展趨勢，而且還為水面資源開發(fā)利用提供了更廣闊發(fā)展前景，能夠?qū)崿F(xiàn)水庫資源與光伏發(fā)電資源優(yōu)勢互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)共贏式發(fā)展[1]。在水庫鋪設(shè)光伏電板，相比地面上的光伏電站發(fā)電來講，水庫表面的光照時間長，發(fā)電效率更高，而且水面光伏電站都是將發(fā)電部件安裝在水庫表面的漂浮物體上，懸浮物體能夠便于調(diào)節(jié)光伏電板的角度，這樣使得實(shí)體表面傾斜度更合理，能夠吸收更多的太陽能。另外，水庫表面水面地域廣，而且通風(fēng)條件好，水分蒸發(fā)對于光伏電阻冷卻具有更好的應(yīng)用效能，還可以降低光伏發(fā)電板部分部件的溫度，提升了整體發(fā)電的效能，通過研究分析發(fā)現(xiàn)在水庫表面鋪設(shè)的光伏電板，生產(chǎn)的電能相比在地面光伏發(fā)電站要超出15%[2]。與地面光伏發(fā)電站相比，水庫水面的光伏電站運(yùn)行成本比較低，管理起來更加便捷。水面光伏電站建設(shè)在水體中便于取水，可以降低清潔費(fèi)用，從而減少了運(yùn)行時成本，可以起到實(shí)體高效阻隔作用，防止一些水生動物接近組件，而造成光伏組件的破壞，也使得水面光伏電站運(yùn)行相比地表上的光伏發(fā)電站要更加容易簡單[3]。三、大中型水庫開發(fā)光伏發(fā)電的可行性研究（一）自然條件水庫光伏發(fā)電站大多都是漂浮在水面上的發(fā)電模式，要求在水庫地區(qū)水面比較寬闊，水位變化幅度不大，地表徑流更加穩(wěn)定，沒有大規(guī)模船舶航運(yùn)，而且沒有敏感生態(tài)區(qū)，整體風(fēng)速比較低，外界光照條件較好（二）技術(shù)保障水庫水面上的光伏電站相比地面上的光伏電站來講，水庫表面的光伏電站要重點(diǎn)解決水體表層濕度高，而產(chǎn)生水體腐蝕問題，要增強(qiáng)光伏電站設(shè)備的防護(hù)性和耐潮性，及抗水氣和抗結(jié)冰性，及具有更強(qiáng)抗風(fēng)穩(wěn)固特性，及自動化控制能力，對于浮體組件因此要求性能偏高。在國外，日本、美國也有比較成熟的光伏發(fā)電工程技術(shù)，我國在2015年就逐步開始探索新型水體-光伏新型模式，展開了水面的光伏發(fā)電站深度研究。針對于防腐、內(nèi)部侵蝕的相關(guān)問題，形成了比較優(yōu)質(zhì)的工程方案，可突出解決水體上的冰凍、風(fēng)浪、泄洪等不同影響因素給供發(fā)電機(jī)組設(shè)備帶來的影響，而且光伏發(fā)電板的固定技術(shù)也更加成熟。在組件抗水氣、抗冷凍等方面都積攢了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，但是還需要經(jīng)過大量的實(shí)踐檢驗(yàn)[4]。（三）投資分析在水庫表面鋪設(shè)太陽能光伏發(fā)電電板，要求浮體能夠提高防護(hù)性能，具有更強(qiáng)的抗凍性和抗風(fēng)浪、低密度的要求，盡管初期投資規(guī)模比較大，但是能夠方便檢修，要將逆變器用其他電氣設(shè)備放置在岸邊，相比地表上光伏發(fā)電上面來講，可以延長電纜的長度，增大電纜表面的截面面積。結(jié)合調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，光伏發(fā)電占設(shè)備投資約達(dá)9元每瓦，水面光伏發(fā)電總系統(tǒng)的投資相比平地地面的電站能夠增加近0.7元每平方米的成本。在農(nóng)業(yè)地區(qū)的光伏發(fā)電投資相比基本保持一致，在水庫表面投資開發(fā)水面光伏電站投入和產(chǎn)出分析是可行，因此水面光發(fā)電就具有更強(qiáng)的競爭優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)效益。四、水庫開發(fā)-光伏發(fā)電給水庫帶來的影響在水庫表面鋪設(shè)大量的太陽能光伏板，對整個水域環(huán)境影響比較小，光伏發(fā)電機(jī)組會阻擋太陽光對水體照射，能夠消減水體內(nèi)部藻類生物生長，而且還可有助于減少水庫水體富營養(yǎng)化，為生物生長創(chuàng)造了更好環(huán)境，而且還能夠促使水庫內(nèi)水體生物多樣化發(fā)展。在水庫表面，建設(shè)大量光伏發(fā)電機(jī)組，占用水庫水面面積，但是不會影響到其他漁業(yè)活動，也不會妨礙部分船舶通行，還可為養(yǎng)殖業(yè)、風(fēng)景旅游等產(chǎn)業(yè)，提供必要的電能資源支持，高效利用水庫空間資源，創(chuàng)造更好經(jīng)濟(jì)效益。光伏電板還能夠減少水面水體蒸發(fā)，能夠大幅度減少水資源浪費(fèi)，提高了水資源利用效率。水面鋪設(shè)的光伏電板拆卸相對簡單靈活，可以隨著當(dāng)前水霧的變化而移動，但是并不會妨礙到水庫泄洪和水庫蓄水，因此也不會影響到水利發(fā)電。太陽能的發(fā)電會隨著外界天氣晴陰的變化，而產(chǎn)生風(fēng)波的現(xiàn)象，因此通過使用水庫加光伏發(fā)電機(jī)組的其他運(yùn)行方式，能夠保持并網(wǎng)時電能穩(wěn)定均衡，而且電網(wǎng)電壓更加穩(wěn)定。浮體是否會污染到水庫的水質(zhì)，這是由浮起自身的材料決定，因而浮體的材料要能夠防止水體產(chǎn)生腐蝕，要避免污染水體，要及時進(jìn)行跟蹤檢測。五、結(jié)束語水庫光發(fā)電與水庫光電形成的水光互補(bǔ)發(fā)電模式，就要充分利用現(xiàn)有水庫庫面資源尋找經(jīng)濟(jì)的增長，盡管目前光伏發(fā)電技術(shù)方面需要進(jìn)一步研究，光伏發(fā)電的初期投資成本較高，需要綜合研究水庫光伏化開發(fā)的新型模式，尋找光