基于光伏發電的多能互補發電體系分析

王澄統

國家電投集團海南新能源投資有限公司 海南 海口 570100

引言

現如今太陽能資源發展速度較快，由于有著一系列的特點，比如容易獲取、便于使用，從而得到了大力發展。以國內總裝機容量來看，光伏發電有著很大的比例，一般被建于人口稀少的地區，由于使用的用戶較少，為了能夠維持電網的穩定，常常不得不“棄光限電”，這極大浪費了資源。在建立光伏電站的過程中，常常被多種因素所影響，尤其是氣候因素，進而導致發電不穩定。因此有必要尋找一種方案，促使光伏發電得到廣泛地利用。

1 與風能互補

光伏互補能源應當具備以下特征：首先，夜間能夠彌補光伏發電的不足，白天可為光伏發電，提供足夠的電量，以保證供電的正常運行。其次，應該具有易操作的特性，在發電過程中出現波動時，可以及時介入其中，確保電網不受到影響。最后，對于光伏互補能源而言，要便于獲取，要能夠在地域中普遍應用，這樣才能方便推廣。除此之外，在做到便捷、高效的同時，還要注重能源的清潔型，這也是將來必然的形式。

風能發電較為成熟，具備一系列顯著優勢：風能容易被獲取、夜晚能夠實現發電、所需基建周期并不長、滿足互補能源的要求等。從時間上來看，不同的發電模式有著互補優勢。首先從晝夜角度來看，在白天，當光照強時，氣壓通常會升高，風力會減小；隨著太陽慢慢落下，光照會隨之變弱，同時氣壓會減弱，這時地表的溫差會增大，風力也會變強。其次從季節角度來看，由于夏季極可能被太平洋季風所作用，進而產生高壓地區，此區域有著較強的輻射，同時風力相對較小；冬季極可能被西伯利亞季風所作用，從而會降低輻射強度，而且風力相對較大，在峰面上會產生較大的風能。對于太陽能和風能而言，從時間上來看，存在互為補充的屬性，能夠促進風光發電系統的發展，是擁有相當高的價值的，可以構建新能源的供電系統，如果構建并網型系統，添加安裝儲能裝置，能夠進一步削峰平谷，具備較為理想的生產效益。但關于儲能的技術目前尚不成熟，未來有待進一步優化與推廣應用。對此，電力領域可以采用鐵鉻液流電池對能源進行儲備，確保供電的過程能夠連續穩定進行[1]。

2 與地熱能互補

地熱屬于一種可再生資源，價格低廉而且沒有污染，具備較強的綜合性，多數地熱源于地球深處，來自巖漿與物質衰變，較少的地熱源于輻射。通過對地熱能的利用，除了可以進行發電，也具備一系列功能，如供暖、水產養殖等，這些功能都是人類所需要的。在國內很多地方都分布有地熱，如青藏高原地區、滇西等。在青藏高原地區，儲藏著大量的地熱，有著較高的經濟價值。無論是渤海地區，還是珠江三角洲，均具備足夠的光照強度，對光伏進行開發，有著很高的價值。在珠江三角洲地區，存在較大的人口基數，海南是一個旅游大省，大力發展互補體系，有助于激活地熱的價值；在渤海一帶區域，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，在我國東北三省與華北地區，有著較為發達的農牧業，也可以展現地熱的綜合性。一般對于地熱發電而言，與汽輪機技術息息相關，該項技術較為成熟，便于進行調控，可確保供電的穩定。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

可將海洋看成太陽能采集器，根據有關統計，海洋每年會吸收大量的太陽能，可高達37億萬千瓦/時左右，是全世界用電量的數千倍，具備較高的利用價值。

何謂海洋溫差發電，指在經過太陽加熱之后，在深層水和表層水之間，會產生一定的溫差，利用這一溫差來進行發電。在我國眾多海域，表層水和深層水（海深500米）之間的溫差，一般可超過20攝氏度。海水溫差變化不大，便于進行發電，若不考慮維修，則可以持續工作。通過對集熱裝置的使用，對表層水進行加熱，在增加溫差的基礎上，促使發電效率得到顯著提升，保證光伏發電正常進行。構建浮動式集熱裝置，用不著考慮土地占用問題，可以極大減少開發費用。

4 與聲能互補

150分貝的噴氣式飛機，其聲音所含功率大概為1萬瓦特。這是相當大的污染，同時也是一種潛在的巨大資源。由于噪聲來源并不穩定，調節性較差，而且得不到充分利用，需要開展大量的論證與實驗，所以聲能不可以作為單一互補能源。換句話來講，聲能可以作光伏的多能互補能源。對于隧道交通系統而言，是一個較為理想的互補體系場所，在車輛通過的過程中，會形成很大的噪音與風能，與此同時，車輛通行存在一定的周期性，從而較為容易控制整合體系。

電力領域可以建立聲能發電系統，系統由聲能收集設備與換能器兩部分構成，前者可借助共鳴器達到收集噪聲的目的，后者根據原理的不同，可分為電磁式轉換、靜電式轉換等。通常情況下，日間交通系統運行所產生的噪聲大，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，則可通過多能互補的方式供電，確保用電連續。

5 結束語

綜上所述，光伏發電與其他能源進行互補，能夠極大提升光伏發電的性能，有效延長電能供給時間，與此同時，可以顯著提高并網穩定性，更為關鍵的是，通過光伏發電，有助于實現城市產業化。對于光伏發電和單個能源而言，兩者間的互補有著一定的約束性，然而在經過多能互補之后，能夠有效彌補相互能源的不足。要促使這些能源達到產業化，需要大力發展高精尖技術，并且要實現商業化，提高能源利用率。