7月5日,《人民日报》海外版整版刊登黄河公司光伏产业发展成果。从生态?;?、技术创新、带动经济三个方面,详细讲述了黄河公司在戈壁荒滩建设光伏海洋的故事。
初夏时节,青海省海南藏族自治州共和县塔拉滩,辽阔的原野上是一眼望不到边的“蓝色海洋”,鳞次栉比的光伏板在阳光下泛起层层“涟漪”,形成了一道亮丽的风景线。
茫茫戈壁荒滩、寸草不生,这是昔日塔拉滩给人留下的印象。随着光伏发电的兴起,“借光”聚能的塔拉滩换了模样:如今,这里已建起全球装机容量最大的光伏发电园区——海南州生态光伏园。据统计,当前园区已入驻企业46家,总装机量为15730兆瓦,年均发电量达到100亿千瓦时,年节约标准煤311万吨,减排二氧化碳780万吨。
这片“光电乐土”蕴藏着多少发展潜能?园区是怎样在荒漠戈壁中完成建设的?创造收益又如何?近日,记者带您走进塔拉滩一探究竟。
生态理念融入园区建设
在塔拉滩深处,曾经只有一样东西无处不在,那就是漫天的黄沙?!敖怂?,汽车三点头;出了塔拉滩,汽车把头摇”,这是20多年前过往司机常挂在嘴边的顺口溜,说的是穿越沙化严重的塔拉滩时,车颠得利害,风沙一吹还能把汽车打成“麻子脸”。
改变始于2011年。这一年,国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司(以下简称“黄河水电公司”)来到塔拉滩,开始利用荒漠化土地开发建设光伏发电园区。
尽管98.5%的面积都是沙化土地,但塔拉滩地势平坦,且光能资源丰富,年均日照时间近3000小时,适合大面积建设光伏电站。业内专家预测,塔拉滩上蕴藏着2万多兆瓦的发电资源,年均发电量可达329亿千瓦时。
然而,在塔拉滩开工动土,绝非易事。
“当我好不容易来到塔拉滩时,心里真有点发怵。地上全是黄沙,仅有一些零星的麻黄草,一阵大风过来,尘土飞扬,吹得人满嘴都是沙土?!被坪铀绻拘履茉唇ㄉ璺止靖弊芫硗趼字两袂宄堑?,第一次来塔拉滩踏勘时的场景。
除了黄沙蔽日,高海拔的工作环境也令项目人员苦不堪言?!罢饫锲骄0谓咏?000米,氧气含量是平原地带的64%?!蓖趼谆匾?,项目伊始,由于参建人员只能住在临时搭设的帐篷内,饮食质量、休息条件都比较差,现场调试工作进展缓慢。
虽然困难重重,但项目团队并未退缩,反而创新提出基地式规划、规?;?、园区式建设的发展思路,树立生态?;び畔鹊慕ㄉ枥砟?,引领打造世界级生态光伏园。
坚持机械化打桩,避免对地表造成扰动;自主创新攻坚,不断突破电池及组件的转换效率;推进光伏电站系统集约化,打通光伏绿色循环产业链……从设计到施工,每个环节都凝聚着项目团队?;じ咴肪车挠眯挠刖鲂?。
在建设光伏电站的同时,塔拉滩还需要一条输送绿电的特高压通道。2018年11月,青豫直流工程正式开工,塔拉滩便是工程的起点,光电正是从这里“打捆”出发,途经青海、甘肃、陕西等省份,抵达河南。
既要科学施工,更要绿色施工,“将绿色电能输送通道建成绿色工程”是施工人员的共同心愿。
“架设电塔时,为了?;ぶ脖?,我们在地面铺了棕垫,作业也要靠人拉肩扛?!鼻嗪K捅涞绻こ坦靖涸鹎嗪6蔚诙甓问┕さ淖芄こ淌φ叛灞笾赶蛞豢貌蛔阋蝗烁叩氖?,“施工时本来要伐掉,但想到高原上长棵树不容易,我们把它移植到了旁边?!?/p>
施工过程中,这样的故事还有很多。比如,在山顶修建输电塔时,施工人员提前架设索道,几吨重的钢材从空中运上山,要避免山路运输拖拽山上的树木、植被?!拔颐窃谑┕す讨忻挥蟹⑸黄鸹肪澄廴竞推苹凳录??!闭叛灞笞院赖厮?。
现如今,已建成345平方公里的光伏园区正为戈壁荒滩披上一件“防晒衣”。园区内,平均风速降低41.2%,20厘米深度土壤增湿32%。此外,园区工作人员也有意识地播散草籽,种植乌柳、小叶白杨、云杉等易存活还能防风治沙的绿植,减少荒漠化土地面积达100平方公里。
“水光互补”创造良好收益
光伏发电虽好,但存在间歇性、波动性和随机性较大的问题?!肮夥⒌缰辉诎滋煊行?,晚上出力为零。万一遇上阴雨天,它也无法保证达到用电高峰期的用电功率?!被坪铀绻竞D戏止旧际醪扛敝魅位滦耸ぬ寡?。
为此,黄河水电公司联手相关科研院所,研发出“水光互补”协调运行控制系统,将塔拉滩的光伏发电转换为安全稳定的优质电源。
距离塔拉滩36公里外,便是黄河穿越其间的龙羊峡。只见峡谷两岸层岩嶙峋,巨大的河流落差下,蕴藏着丰富的水能资源,黄河上游第一座大型梯级电站——龙羊峡水电站就坐落于此。
2015年,装机容量850兆瓦的“水光互补”光伏电站在塔拉滩建成。一条330千伏电压等级的输电线连接着塔拉滩的“光”与龙羊峡的“水”,由此促成了全球规模最大的“水光互补”发电工程。
记者了解到,光伏发电的“软肋”是晚上不能发电,而水电的“短腿”是存在丰枯水期变化?!八饣ゲ埂奔际跚∏】砂镏饬街智褰嗄茉词迪钟攀苹ゲ?,取得“一加一大于二”的效果。
究竟什么是“水光互补”技术呢?
简单讲,当太阳光照强烈时,用光伏发电,水电停用或少发。当天气变化或夜晚来临时,用水力多发电,以减少天气变化对光伏发电的影响,从而获得稳定可靠的电源?;滦耸そ馐退?,这种方式将原本间歇、随机、功率不稳定的锯齿形光伏电源,调整为均衡、优质、安全的平滑稳定电源?!?/p>
水电的确可以弥补光伏发电的夜间缺失,但白天光伏多出力,是否又会挤占水电的效益?
从近几年运行情况看,水电站送出线路的年利用小时数反而从原来的4621小时提高到5019小时,也就是说,水光“打捆”后,“蛋糕”做得更大了。即便真的出现水电出力下降,若算综合效益,仍然划算?!袄?,龙羊峡水库目前发电的重要性只排第四位,排在前三位的是防洪、防凌和供水。少发电就意味着多蓄水,这对于缺水的西北地区尤为重要?!被坪铀绻玖蛳糠⒌绶止咀芫砘魄喔账?。
电站运行效率的提高,除了依托“水光互补”技术,还借助运行维护。据了解,龙羊峡“水光互补”光伏电站的一个子阵,就有4000多块光伏组件,如果出现故障,仅通过人力核查,很难在短时间内确定故障点。如今电站通过“集中监控、大数据分析、远程诊断、实时维护”的智能管理,可实现快速故障定位、缺陷智能处理等,年平均故障次数减少了30%。
“‘水光互补’技术实现了水力发电和光伏发电快速补偿,解决了光伏发电的弃光难题和安全并网问题,填补了国际大规?!饣ゲ埂丶际醯目瞻?,推动了清洁能源互补技术的发展?!被坪铀绻径鲁ひπ⊙逅?,“水光互补”光伏电站一年可发电14.95亿千瓦时,相当于一年节约标准煤46.46万吨,创造了良好的社会生态环境收益。
实证基地提供技术支撑
近年来,中国光伏电站开发建设速度较快,但相关的技术研究仍显不足,设备研发、标准制定均滞后于光伏电站建设。
具体而言,一方面,对于快速发展的新型设备,大多采用实验室分析评估,缺乏户外实证测试分析手段;另一方面,太阳能光伏电站关键设备在线运行检测、测量所需的仪器、方法、精度等与国际先进水平差距较大。
“尤其是受设计理念及设备制造水平的限制,我们的数据对比分析、实际运行性能的评估方法都很单一,很难对已建成的光伏电站进行有效评估?!痹诮邮芗钦卟煞檬?,国家电投光伏产业创新中心光储数字信息中心主任崇锋介绍道。
考虑到中国光伏产业发展的现实需要,经过反复调研论证,2016年,海南州生态光伏园建起了全球品种最全、方案最多、样本分析最权威的光伏发电户外检测实证平台——百兆瓦太阳能发电实证基地。
王伦告诉记者,实证基地让148种光伏主流技术及产品同台对比,共分为6个试验对比区,选用展示26种组件、21种逆变器、17种支架等,囊括了国内外知名光伏制造商生产的产品,将诸多光伏设计理念、设计方案进行对比分析。
“哪个逆变器功效好?什么类型的光伏板更适合?这些问题,在实证基地全都有据可循,给后续大规模光伏电站建设提供了丰富的数据实例,充分释放出光伏发电潜能?!背绶娑约钦咚?,实证基地给出了上百种光伏技术和产品的对比数据,为我国光伏产业发展提供技术支撑和坚强保障。
实证基地还设有2个主气象站及气象子站,为大容量光伏电站气象设计提供了基础数据和便利的实验条件。同时,实证基地又与西北工业大学联合建立“西北旱区生态水利国家重点实验室青海分实验室”,对高原生态系统重建的影响机制进行研究。
谈及未来,崇锋信心满满:“我们将进一步集成创新资源,充分利用已有的实证基地能力条件,发挥综合评测与实证研究的功能,将产学研用相结合,让实证基地成为光伏产业的‘百科全书’?!?/p>
“光伏羊倌”见证能源惠民
曾经,漫漫黄沙,阻隔了希望,如今,悠悠“蓝?!?,带来了小康。在一个个光伏板的“庇护”下,昔日荒滩变成了草原牧场,如珍珠般散落的羊儿在园区内游弋觅食,成为当地独特一景。
“原来这里土地沙化严重,自从光伏板一排排搭起来,风沙不仅小了很多,草长起来也可以养羊了?!?9岁的多苟杰,家在距离塔拉滩十多公里远的铁盖乡,和大多数村民一样,他平时基本靠放牧维持生计。
诚如多苟杰所言,有了光伏板的覆盖,地表蒸发量大幅度减少,水分留住了,牧草也得以恢复生长。
在光伏板的遮蔽下,草长起来了,但麻烦也随之而来——草杂乱无章的生长,遮挡住了光伏板,降低了光伏板发电的转化率,并且冬天还存在火灾隐患。
2015年,铁盖乡与黄河水电公司签订协议,将哈汗土亥村、上合乐寺村和下合乐寺村总共16户养殖户的羊群放进了光伏园。
为了让羊儿能够畅通无阻地食草,园区工作人员开展了光伏支架型式的研究,将光伏组件的离地间隙从原来的50厘米抬升至120厘米,拓宽了羊群的“绿色通道”,实现了“板上发电、板下牧羊”。
“生态好了,日子也就越来越好了,我们家还买了辆小汽车呢!”说起如今放羊最大的不同,多苟杰说:“羊吃得好,成活率也更高了,现在我的羊群数量比之前翻了一倍,年收入增加了五六万元?!?/p>
事实上,周边村民除了在园区当“光伏羊倌”,还能通过清洗光伏组件、割草、货物搬运等方式拓宽收入渠道。
“我们在生态光伏园干一天能挣200块钱,工资日结,从不拖欠,一个月差不多能到手四五千元钱!”下合乐寺村村民程忠义从2014年就领着乡亲们在光伏园打工。长期与光伏电站打交道,他对各处安排布置都是一清二楚,就连汇流箱、逆变器、升压站这些专业词汇,说起来也是头头是道。
海南藏族自治州能源局局长张振飞说,塔拉滩新能源产业发展过程中,探索出“光伏+牧场”方式,既减少了光伏企业成本,也助力农牧民增收,实现了经济、环境效益的双赢?!霸扒锵衷谟薪?万只羊,一年差不多能卖200多万元,‘光伏羊’已经成为我们这里的新名片?!?/p>