導語：光伏電站環(huán)保優(yōu)勢分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1太陽能光伏發(fā)電介紹

隨著化石能源的短缺以及人們對環(huán)境的日益重視,開發(fā)新能源是未來發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。太陽能分布廣泛,用之不竭且廉價易得,一直是人們理想的清潔能源。光伏發(fā)電是利用太陽能的一種重要方式。光伏發(fā)電原理主要是是利用半導體的光生伏特效應,將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。光伏電站,是一種利用太陽能,通過太陽能電池板、逆變器、箱變等電子元件,將太陽能轉換成電能,并向電網(wǎng)輸送電力的發(fā)電系統(tǒng)。我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)起步較晚,截至2017年底,我國太陽能光伏發(fā)電累計并網(wǎng)裝機量已達130GW。[2]“農風光”互補型發(fā)電項目是將太陽能光伏板下方移栽種植適當?shù)霓r作物,同時在風功率密度較大的地方安裝風機進行風力發(fā)電,既可防止水土流失,提高土地利用率,也可最大限度利用自然資源。本文以四川省鹽邊縣“農風光”互補型光伏電站為例進行分析,對未來四川地區(qū)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

2“農風光”互補型發(fā)電項目介紹

四川省攀枝花市鹽邊縣“農風光”互補型發(fā)電項目位于四川省攀枝花市鹽邊縣大面山,光伏電站設計運行期25年,投運后每年可節(jié)約標煤約0.90萬噸,減少二氧化碳(CO2)2.19萬噸,二氧化硫(SO2)9.35噸,氮氧化物(NOx)9.35噸,煙塵2.81t以及節(jié)約用水8.0萬m3。該項目于2016年12月10日開工建設,從建成到投產(chǎn)僅用6個多月的時間。該項目與100MW風電項目以及450畝生態(tài)農業(yè)園組成了四川省首個“農風光”發(fā)電互補項目,標志著“新能源+”發(fā)展戰(zhàn)略初見成效。[3]

3“農風光”互補型發(fā)電項目的優(yōu)勢

光伏與農業(yè)相結合可以提高土地利用率,不會占用額外資源。光伏所發(fā)的電可以用于農業(yè)用電需求。一些地區(qū)的光伏農業(yè)大棚成為當?shù)氐目萍际痉俄椖?將觀光、休閑、體驗等旅游項目與光伏農業(yè)融合,形成極具特色化、規(guī)?；氖痉俄椖俊５?光伏大棚目前來說成本相對較高。隨著光伏發(fā)電平價上網(wǎng)到來,現(xiàn)代化農業(yè)與清潔能源相結合會成為一種發(fā)展趨勢。因此,農業(yè)與光伏項目具有較大的發(fā)展?jié)摿?。鹽邊縣大面山土地遼闊,不良地質相對不發(fā)育,冬春季節(jié)季風明顯,全年太陽輻射量較高,屬于風能,太陽能資源可利用區(qū)。鹽邊縣已建成大面山一期,二期73臺風機共計146MW風電項目,20MW光伏發(fā)電項目以及450畝生態(tài)農業(yè)園區(qū),成為四川省首個“農風光”互補產(chǎn)業(yè)試驗項目基地。在風電場及光伏場區(qū)周圍,種有芒果,藍莓,火龍果等水果。由于光伏項目占用土地面積較大,在其周邊種上水果蔬菜可以提高土地利用率,不會改變土地性質,防止水土流失,光伏項目發(fā)電可以用于農業(yè)需求,不需額外資源。而風機占地面積較小,周圍也可以種植蔬菜水果等。建設完成后,風力發(fā)電,光伏發(fā)電以及農業(yè)種植可以成為吸引游客旅游觀光的一大特色,促進當?shù)剞r民收入和經(jīng)濟發(fā)展。目前,國家政策大力支持產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展,光伏產(chǎn)品在農業(yè)中的應用市場有較大潛力,光伏和農業(yè)的結合不僅有利于光伏行業(yè)本身,同時對于農業(yè)的轉型也具有重要意義,成為現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的一種全新模式。在環(huán)保方面,風力發(fā)電和光伏發(fā)電都屬于新能源產(chǎn)業(yè),對環(huán)境污染較小。在同一片土地再進行農業(yè)種植,將大大提高土地利用率。因此,從經(jīng)濟效益和環(huán)境保護兩方面來看,“農風光”互補試驗項目具有較大發(fā)展前景。

4存在的問題和建議

雖然目前新能源發(fā)展迅速,但是在技術方面還是存在諸多問題。比如光伏發(fā)電的效率轉換,風力發(fā)電的蓄電儲電問題。另一方面,在四川盆地地區(qū),風能和太陽能資源豐富的地區(qū)大都位于山區(qū),水資源缺乏,因此,如果在發(fā)展新能源的同時發(fā)展農業(yè),灌溉問題將成為需要首先解決的難題。風力發(fā)電和光伏發(fā)電雖然都屬于清潔可再生能源,但是它們的來源都具有很強的不確定性,都會受到季節(jié),氣候,海拔等自然因素的影響,因此輸出功率會有極大的波動性。因此,這兩種發(fā)電方式都需要借助儲能裝置來提供穩(wěn)定的電力輸出。除此之外,很多地區(qū)一般晚上風更大,而光伏發(fā)電只能在白天進行,在一定的季節(jié),太陽能輻射強度最高,而此時風力一般較小。為了提高發(fā)電效率及設備利用率,可以考慮風電和光伏共用一些儲能設備,運用智能化控制裝置,來提高整體轉換和利用效率。[4]風電場風機采用雙饋異步發(fā)電機,為了更大提高風力發(fā)電效率,國內外很多專家在雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)控制策略進行研究,提出基于MPPT、電網(wǎng)電壓、矢量控制等方面的算法和控制系統(tǒng)。也有一些學者提出了雙饋電機風力發(fā)電系統(tǒng)的一種無功極限計算方法,給出了相應的無功分配策略。[5]對于風電機組的控制系統(tǒng),應該關注風電行業(yè)最新發(fā)展趨勢,及時了解最新研究結果,更新系統(tǒng)控制,提升發(fā)電量和效率。對于光伏發(fā)電系統(tǒng),目前研究著重于太陽能電池板材料的研發(fā),以吸收更多太陽能輻射,提高轉換效率,比如采用EVA膠膜將復合材料薄膜粘接于光伏板受光面。根據(jù)相關文獻資料統(tǒng)計,目前已經(jīng)通過現(xiàn)代電力電子技術和控制系統(tǒng)實現(xiàn)光伏發(fā)電最大功率控制點跟蹤(MPPT),一些專家經(jīng)過研究,提出了一種改進的自適應爬山算法,通過Matlab/Simulink進行仿真,在此算法控制下,系統(tǒng)可穩(wěn)定快速地追蹤最大功率點,具有較高的跟蹤精度結果,可對光照突變等惡劣情況下可實現(xiàn)光伏電池的最大功率跟蹤,有較強的適應能力。[5]光伏電站應采用專門的監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集,可以將不同時間的發(fā)電量進行對比,了解不同方陣發(fā)電量情況,未來如果擴大電站規(guī)模,可以為光伏陣列的安裝位置,角度等提供參考。對于光伏電站的農業(yè)發(fā)展,由于電站位于山區(qū),雜草叢生,可能存在火災隱患,另一方面,雜草太高會遮擋光伏板,影響發(fā)電效率。所以需要專門的人定期進行雜草清理。所以在進行農業(yè)種植時,需要考慮植物生長情況,不能影響光伏板發(fā)電。另一方面,光伏板可能遮擋陽光,因此在選擇種植植物時,應該傾向于選擇喜陰的植物類型。

5結論

綜上所述,“農風光”互補型發(fā)電項目可以彌補風力發(fā)電和太陽能發(fā)電的各自缺陷,提高土地綜合利用率,降低管理成本,對環(huán)境基本沒有污染。但是,在真正實施的過程中,仍然面臨很多困境,一方面山區(qū)水資源的匱乏導致農業(yè)灌溉困難,另一方面新能源的技術也存在很多問題,需要大量專業(yè)型人才進行維護和管理。除此之外,由于“農風光”項目發(fā)展時間仍然較短,對環(huán)境的綜合影響在短時間難以分析,因此,在發(fā)展的過程中,還需要密切關注環(huán)境變化,及時做出合理措施。在未來的發(fā)展過程中,新能源仍然是重要的發(fā)展目標之一。新能源的技術還需大力發(fā)展,太陽能發(fā)電的轉換效率問題,風力發(fā)電的蓄電儲電問題都還需要解決。盡管新能源技術目前還存在缺陷,但是隨著環(huán)境問題日益嚴重,技術發(fā)展日新月異,新能源產(chǎn)業(yè)在未來具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＫ拇ㄅ璧氐貐^(qū)山地較多,山區(qū)人煙稀少,噪聲,塵土等不會造成太大影響,適合發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)和農業(yè)。“農風光”發(fā)電項目既可以提供清潔電力,又可以促進產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展。因此,“農風光”互補型發(fā)電項目是未來值得大力發(fā)展的項目。

參考文獻

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[2]董世梅,寇敏芳.“農風光”互補首個試驗項目得出啥經(jīng)驗[N].四川日報，2015，10-20/008版.

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[8]徐大平,柳亦兵,呂躍剛.風力發(fā)電原理[M].北京：機械工業(yè)出版社,2011.

作者:李思雨 單位:四川省能投風電開發(fā)有限公司