在海拔近3000米的青藏高原腹地中,青海省海南藏族自治州共和縣內(nèi),有一片名為“塔拉灘”的山間盆地。
也許是無心插柳柳成蔭,當(dāng)?shù)厝吮居媱澰诟瓯跒┥辖ㄒ粋€光伏電站,最終還收獲了一片青青牧場,形成“板上發(fā)電,板下放羊”特殊生態(tài)。
依托附近的龍羊峽水電站,塔拉灘還研發(fā)了獨具特色的“水光互補”協(xié)調(diào)技術(shù),將光伏發(fā)電接入水電站,用水電調(diào)節(jié)光伏的波動性,解決光伏“靠天吃飯”的問題。二者相輔相成“打捆”輸出更安全穩(wěn)定的電力,在青藏高原的水與光之間上演了一場夢幻聯(lián)動。
青藏地區(qū)的太陽能資源分析
青藏高原是全球太陽輻射最強的區(qū)域之一,由于海拔高度和大氣稀薄,使得該地區(qū)的太陽輻射能夠更加充分地到達(dá)地面,同時地表反射和散射也相對較少,使得該地區(qū)的太陽能資源具有非常大的開發(fā)潛力。
太陽能資源分析需要考慮的因素有很多,包括太陽輻射強度、太陽高度角、地形、氣象條件等等。下面將從這些方面進(jìn)行深度分析:
1.太陽輻射強度
太陽輻射強度是太陽能資源的關(guān)鍵指標(biāo)之一,也是太陽能光伏發(fā)電的重要參數(shù)。青藏高原的太陽輻射強度非常高,平均值約為1800 kWh/m²,比全國平均水平高出50%以上。
同時,該地區(qū)太陽輻射強度具有明顯的季節(jié)性和日變化性,冬季輻射強度低,夏季輻射強度高,日出和日落時間也因地點和季節(jié)而變化。
2.太陽高度角
太陽高度角指太陽在天空中的高度,也是太陽能資源的重要指標(biāo)之一。青藏高原由于地處高緯度地區(qū),太陽高度角較低,導(dǎo)致太陽輻射直接照射到地面的能量較少,需要通過優(yōu)化太陽能收集器的朝向和傾斜角度來提高收集效率。
3.地形
地形是影響太陽能資源的另一個關(guān)鍵因素。青藏高原地形復(fù)雜,包括高山、河流、草地等多種地貌類型。
山地區(qū)由于海拔較高,氣壓較低,太陽輻射能量更加充足,但是同時也面臨氣溫較低、降水較多等氣象條件的挑戰(zhàn)。
而草地地區(qū)太陽輻射能量較為均勻,但是由于地形平坦,風(fēng)力較大,需要采取合適的固定措施來防止太陽能收集器被風(fēng)吹倒。
4.氣象條件
氣象條件是影響太陽能資源的重要因素之一。青藏高原夏季降雨量較多,冬季氣溫較低,這些氣象條件都會對太陽能收集器的運行產(chǎn)生影響。
此外,該地區(qū)的大氣透明度相對較高,因此可以更充分地利用太陽能資源,但是同時也會受到霧霾等污染物的影響,降低太陽輻射能量的收集效率。
總之,青藏高原的太陽能資源非常豐富,是發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)的重要基地。通過對太陽輻射強度、太陽高度角、地形和氣象條件等因素的深入分析和研究,可以制定出更加科學(xué)、合理的太陽能開發(fā)利用策略,促進(jìn)太陽能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。同時也需要加強環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡的措施,確保太陽能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
青藏地區(qū)利用太陽能資源的可行性分析
太陽能的利用具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的經(jīng)濟(jì)效益。在青藏地區(qū),由于其豐富的太陽能資源和良好的氣候條件,利用太陽能資源的可行性日益增強。下面從三個方面對其可行性進(jìn)行分析。
1.經(jīng)濟(jì)可行性
在青藏地區(qū)利用太陽能資源進(jìn)行發(fā)電或供熱等能源應(yīng)用方面,經(jīng)濟(jì)可行性是評估項目是否可行的重要指標(biāo)之一。以下是對青藏地區(qū)利用太陽能資源的經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行分析的幾個關(guān)鍵因素:
1.太陽能發(fā)電設(shè)備的成本
太陽能發(fā)電設(shè)備是太陽能利用的核心,對成本的影響非常大。青藏地區(qū)作為高寒地區(qū),其氣候條件較為苛刻,建設(shè)成本相對較高,尤其是在高原地形和惡劣氣候條件下,需要更耐用、更穩(wěn)定的設(shè)備,因此其設(shè)備成本可能會高于其他地區(qū)。
但是,隨著太陽能技術(shù)的不斷發(fā)展,太陽能發(fā)電設(shè)備的成本也在逐步降低,未來在技術(shù)成熟和規(guī)?;瘧?yīng)用的推動下,設(shè)備成本有望進(jìn)一步降低,提高項目的經(jīng)濟(jì)可行性。
2.太陽能資源利用效率
太陽能資源的利用效率也是影響項目經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵因素之一。青藏地區(qū)的氣候條件較為惡劣,不僅氣溫低,而且季節(jié)性和日變化性強,因此需要采用高效、穩(wěn)定的太陽能發(fā)電技術(shù),以提高太陽能資源的利用效率。
同時也需要合理規(guī)劃太陽能項目的容量和配套設(shè)備,以充分利用太陽能資源。在實際項目中,可以通過調(diào)整太陽能收集設(shè)備的方向、角度和布局等方式來提高收集效率和穩(wěn)定性。
2.能源市場環(huán)境和政策支持
能源市場環(huán)境和政策支持也是影響青藏地區(qū)太陽能資源利用項目經(jīng)濟(jì)可行性的重要因素。在政策層面,國家、地方政府的政策扶持和補貼對項目的推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)可行性起著至關(guān)重要的作用。
同時,在市場環(huán)境方面,青藏地區(qū)的能源市場較為薄弱,需要有足夠的市場需求來保證項目的盈利和可行性。因此,在項目實施前需要進(jìn)行充分的市場調(diào)研和政策分析,以制定出科學(xué)的運營方案和投資計劃。
3.社會可行性
太陽能發(fā)電是一種非常清潔、環(huán)保的能源,與傳統(tǒng)的能源供應(yīng)方式相比,具有較低的環(huán)境污染和碳排放。在青藏地區(qū),由于該地區(qū)環(huán)境脆弱,利用太陽能資源建設(shè)太陽能發(fā)電站可以有效保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境,推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。
4.技術(shù)可行性
太陽能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相對成熟,同時也可以根據(jù)不同的地區(qū)和應(yīng)用需求進(jìn)行優(yōu)化和升級。在青藏地區(qū),由于氣候條件和地理位置的特殊性,需要特別設(shè)計和改進(jìn)太陽能發(fā)電設(shè)備,以滿足當(dāng)?shù)氐男枨?。但是,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研發(fā),這些問題可以得到有效解決。
在塔拉灘,太陽能有一萬種解法
崛起的“牧光之城”
位于青海省海南藏族自治州共和縣的塔拉灘,因常年干旱、植被稀疏,被當(dāng)?shù)厝罕姺Q為“荒涼的地方”。
“之前這里地上草都不長,放不了羊。”共和縣下合樂寺村的牧民索啟元說。但昔日荒沙灘如今已成他的“牧場”。
2012年起,為了利用充足的光熱資源,當(dāng)?shù)卣岢鼋ㄔO(shè)光伏園區(qū)。如今,一排排利用太陽能輻射發(fā)電的光伏板在塔拉灘、切吉灘的荒漠化土地上整齊排列。
海南州綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展園管委會經(jīng)濟(jì)發(fā)展部負(fù)責(zé)人劉廣介紹,架高地面1.5米的光伏組件不僅為植被生長預(yù)留充足空間,寬大的光伏板面也減少了蒸發(fā)量,加上清洗組件帶來的水分,荒地日漸綠意盎然。
“那個沒草的地方咋放羊?”起初,索啟元還充滿疑惑。參觀電站后第二天,他二話不說,就把帳篷、羊圈裝上車,搬到了電站旁。
“光伏板下的草都長到小腿高了,這是最好的牧草。”索啟元說。對這個已有20多年放羊經(jīng)歷的“羊倌”來說,如今放羊輕松自在多了。
龍羊峽谷,水與光的夢幻聯(lián)動
從衛(wèi)星地圖俯瞰,沿著塔拉灘向東約36公里的地方,有一片形似龍身的水庫,這里是“龍羊峽”,是黃河峽谷區(qū)第一個峽谷。
上世紀(jì)七十年代,歷經(jīng)幾代人努力,當(dāng)?shù)亟ǔ梢蛔堁驆{水電站,成為黃河上游第一座大型梯級電站,有黃河“龍頭”電站之稱。
龍羊峽水電站平穩(wěn)運行至今,年平均發(fā)電量60億千瓦時,并擁有一座庫容達(dá)247億立方米的水庫,相當(dāng)于1700個杭州西湖。
如今,這里又有了新故事。
一座是運行40多年的“元老級”水電站,一片是塔拉灘上新建起的光伏海,二者展開一場夢幻聯(lián)動,歷史與現(xiàn)代開始交融碰撞。
光伏發(fā)電“靠天吃飯”,受環(huán)境影響具有間歇性和波動性。然而水力發(fā)電也存在“夏季豐水期、冬季枯水期”的季節(jié)性特點,但二者實則可以形成天然的年內(nèi)互補。
這就誕生了“水光互補”的概念。
當(dāng)太陽光照強時,用光伏發(fā)電,水電停用或者少發(fā)。當(dāng)天氣變化或或夜晚的時候,通過電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)水力發(fā)電。
讓光和水產(chǎn)生的能量相輔相成,把原本不穩(wěn)定的鋸齒型光伏電源,調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全的平滑穩(wěn)定電源。
2013年,國家電投黃河公司開始建設(shè)龍羊峽水光互補光伏電站,目前裝機(jī)總?cè)萘恳堰_(dá)到850兆瓦,讓傳統(tǒng)能源與新能源融合起來。
“一條330千伏電壓等級的輸電線,連接起塔拉灘的“光”與龍羊峽的“水”,來自光伏電站的85萬千瓦電通過這條輸電線路,直接送到龍羊峽水電站。通過協(xié)調(diào)控制,將光伏電轉(zhuǎn)化為虛擬水電送入電網(wǎng)。”國家電投黃河公司工作人員于海青說。
通過“水光互補”, 龍羊峽水電站送出線路的年利用小時數(shù)由原來的4621小時,提高到5019小時。以水光互補電站年均約14.94億千瓦時的發(fā)電量計算,每年可減少二氧化碳排放約122.66萬噸。
于海青介紹,未來水電站附近還將建起一個大型儲能項目,這將成為全球首個梯級電站之間水能循環(huán)利用的儲能示范項目,提供更穩(wěn)定靈活的電力供應(yīng)。
當(dāng)?shù)厝苏f,青海海南州有三片藍(lán)色的“海洋”: 一片是浩渺無垠的青海湖;一片是“黃河第一壩”龍羊峽水庫;一片是全世界最大的光伏藍(lán)海。
這片土地獨享大自然的天然偏愛,而當(dāng)?shù)厝艘舱谟酶腔?、更?jié)能的科學(xué)技藝,回報這份慷慨饋贈。
原標(biāo)題:青藏高原太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是否具備可行性,如何解鎖青藏高原的綠色能源?