太陽(yáng)能水力聯(lián)合能源發(fā)電模式研究

黃鵬 白帆 王學(xué)峰

摘 要：隨著社會(huì)的逐漸發(fā)展，不僅是我國(guó)，整個(gè)國(guó)際上對(duì)于能源消耗的問(wèn)題都很重視，所以說(shuō)，對(duì)一些環(huán)境污染小的可再生資源的利用成為了一個(gè)新的趨勢(shì)，太陽(yáng)能與水電站的結(jié)合，不能說(shuō)是完美，至少可以解決現(xiàn)如今大規(guī)模發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電模式中出現(xiàn)的土地資源稀缺問(wèn)題，如果能將太陽(yáng)能與水電站有效地結(jié)合起來(lái)，就可以有效的利用同一輸電線路進(jìn)行輸送，可以安全的供電，還可以節(jié)約資金。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；水力；聯(lián)合

現(xiàn)行的水力發(fā)電模式，氣候?qū)ζ溆绊懞艽螅龅礁珊的攴?，降水量稀少的季?jié)，幾乎不能發(fā)電，這對(duì)電量的總體輸出造成了很大的困擾。所以說(shuō)將太陽(yáng)能相應(yīng)的加入到單一的水力發(fā)電模式中去，是很有必要的。要根據(jù)地理環(huán)境和氣候因素，利用太陽(yáng)能和水力資源各自的時(shí)效性，將其優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致，通過(guò)合理有效的控制，做到太陽(yáng)能和水力發(fā)電裝置聯(lián)合發(fā)電，再通過(guò)同一個(gè)輸出線路向大眾供電，可以解決兩者在單一模式中所出現(xiàn)的問(wèn)題。還可以有效地利用可再生能源，降低對(duì)環(huán)境造成的污染。

1 技術(shù)支持

單一模式運(yùn)行的水力發(fā)電站每年可以運(yùn)行2500-6000h，它可以連續(xù)進(jìn)行發(fā)電，但是受季節(jié)因素影響很大，在枯水期到來(lái)的時(shí)候，因?yàn)樗肯∩俨荒苤芜B續(xù)的發(fā)電工程，就造成電量的不穩(wěn)定，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行都是一個(gè)很大的考驗(yàn)。而單一模式的太陽(yáng)能發(fā)電站，每年運(yùn)行1100-1500h，同樣的，發(fā)電的效率也受季節(jié)的影響，除此之外，還有晝夜交替以及氣象條件的因素影響。而太陽(yáng)能發(fā)電裝置占地面積龐大也是一個(gè)大問(wèn)題，再加上光照能量轉(zhuǎn)換率低，不能連續(xù)發(fā)電，同樣影響到電網(wǎng)供電的安全性以及穩(wěn)定性。

結(jié)合這兩者的優(yōu)缺點(diǎn)以及特性，可以考慮將太陽(yáng)能發(fā)電裝置安放在大型水庫(kù)的水面，通過(guò)對(duì)二者的集中控制，使用同一線路供電。新建太陽(yáng)能水力的聯(lián)合發(fā)電站。

1.1 技術(shù)方案

為了能夠在水電站的蓄水庫(kù)水面上安置太陽(yáng)能的發(fā)電裝置，要將眾多的太陽(yáng)能發(fā)電裝置發(fā)出的直流電合理集中地轉(zhuǎn)化為交流電，接著采用太陽(yáng)能變壓器經(jīng)過(guò)電量表，將出口母線并入其中，然后將水輪發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能發(fā)電裝置分別設(shè)置電量表分別進(jìn)行計(jì)量，最后經(jīng)過(guò)主變壓器將其送入電網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)聯(lián)合發(fā)電，同一路線輸出向電網(wǎng)供電的設(shè)想。

1.2 調(diào)度分配

充分考慮到兩種發(fā)電模式所受制約的不同，可以集中統(tǒng)一的對(duì)兩種模式進(jìn)行調(diào)度安排。例如，在陽(yáng)光充沛且蓄水量充足時(shí)，可以考慮兩種模式齊頭并進(jìn)，水輪發(fā)電機(jī)組可以考慮投入AGC裝置，滿足電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的要求。在枯水季節(jié)，則必須優(yōu)先考慮太陽(yáng)能發(fā)電裝置，以免水量不足而影響電網(wǎng)供給的穩(wěn)定，水輪發(fā)電機(jī)組則停止運(yùn)行進(jìn)行蓄水。當(dāng)陽(yáng)光照射不夠充足時(shí)，就考慮水輪機(jī)組運(yùn)行以免發(fā)生故障。總之，兩者可以共存兼?zhèn)?，彼此保障，共同維護(hù)電網(wǎng)的供電需求。

2 聯(lián)合發(fā)電模式的特點(diǎn)

2.1 聯(lián)合

太陽(yáng)能水力聯(lián)合發(fā)電模式可以將太陽(yáng)能發(fā)電裝置建在水電站蓄水庫(kù)水面上，并且將二者聯(lián)合調(diào)度發(fā)電。

2.2 安全統(tǒng)一

采取集中控制的方式手段，對(duì)兩者進(jìn)行集中的控制模式，而后再采用統(tǒng)一的輸出線路向電網(wǎng)供給電量。利用各自不同的特性，使得聯(lián)合發(fā)電站電量穩(wěn)定。

3 經(jīng)濟(jì)效益

3.1 輸出線路

與傳統(tǒng)模式不同的是，聯(lián)合發(fā)電模式通過(guò)一定的技術(shù)手段的支持，將兩種不同發(fā)電模式采用同一輸電線路進(jìn)行輸送，輸電線路的統(tǒng)一避免了建設(shè)太陽(yáng)能發(fā)電站的輸電線路再造問(wèn)題，對(duì)輸電線路再造的經(jīng)濟(jì)成本也是不容小覷的，這一舉措顯然從根本上避免了此項(xiàng)開支，為整個(gè)輸電工程節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，包括人力資源的節(jié)約。

3.2 減排

很顯然，太陽(yáng)能以及水能都屬于清潔能源，太陽(yáng)能更是兼?zhèn)渲稍偕茉吹纳矸荩@兩種能源的利用，對(duì)環(huán)境造成的壓力是較為輕微的，而對(duì)兩者的聯(lián)合使用，可以很大程度的增加發(fā)電量，更進(jìn)一步的滿足使用者的要求，這樣還可以避免一些地區(qū)對(duì)化石燃料的過(guò)分依賴，均采用電能，減少化石燃料的燃燒，不僅僅是能源的節(jié)約，更重要的是對(duì)環(huán)境的保護(hù)，減少了二氧化碳的排放量，對(duì)于全球的環(huán)境問(wèn)題，都有很多幫助，也響應(yīng)了全球低碳生活的號(hào)召，可謂一舉多得。

3.3 人力資源成本降低

對(duì)兩者的聯(lián)合使用，無(wú)疑會(huì)縮減一大部分的人力資源消耗，若對(duì)兩種發(fā)電模式分別建站，無(wú)疑要聘請(qǐng)從資源利用到發(fā)電過(guò)程最后到電路的輸出，需要兩組專業(yè)人員對(duì)發(fā)電過(guò)程進(jìn)行操作看護(hù)，而將二者合二為一以后，只需要一組專業(yè)人員對(duì)整體過(guò)程進(jìn)行整體的調(diào)度，尤其是輸電線路的統(tǒng)一合用，在整個(gè)發(fā)電過(guò)程中無(wú)疑可以減少人員損耗，節(jié)省人員聘用的開支，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)無(wú)疑也是一種最大化的成本節(jié)約。

4 發(fā)展前景

對(duì)我國(guó)的地理環(huán)境以及氣候因素進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，一些較為干旱，水力資源稀缺的地帶往往日照時(shí)間長(zhǎng)，光照強(qiáng)度大，這種先天的自然條件決定了水力發(fā)電不能很好地滿足發(fā)電以及供電的需求，針對(duì)這樣的地區(qū)，采用兩者聯(lián)合的模式無(wú)疑是再合適不過(guò)的了，一方面降低了水力資源的負(fù)擔(dān)，避免因?yàn)榘l(fā)電對(duì)本就稀缺的水力資源造成二次傷害，另一方面，對(duì)高強(qiáng)度的太陽(yáng)光進(jìn)行有效合理的利用，利用自然地饋贈(zèng)，彌補(bǔ)先天的不足，通過(guò)人為的以及科學(xué)的力量創(chuàng)造出優(yōu)越的生存環(huán)境。對(duì)于其他水源充沛的地區(qū)也是一樣，加大對(duì)可再生能源的利用，節(jié)約水資源也是利國(guó)利民的好事，也是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展理論的中心思想。所以說(shuō)，積極的開發(fā)探索太陽(yáng)能與水力聯(lián)合發(fā)電的模式，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，更是我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的必需。

5 結(jié)束語(yǔ)

太陽(yáng)能的利用在我們的生活中已經(jīng)不再新鮮，但是將其加入到水力發(fā)電技術(shù)中進(jìn)行聯(lián)合利用是一個(gè)全新的思路，對(duì)于此項(xiàng)思路探索以及實(shí)施，還是一個(gè)浩大的工程，我們所列舉出的包括技術(shù)手段的支持，經(jīng)濟(jì)成本的節(jié)約，發(fā)展前景的分析，僅僅是存在與理想狀態(tài)下的一些設(shè)想以及推測(cè)，具體在實(shí)施過(guò)程中所會(huì)遇到的問(wèn)題還會(huì)有很多很多，需要在具體的情況以及場(chǎng)景中再分析解決方案。這些都不是最重要的，因?yàn)樽鳛橐豁?xiàng)利國(guó)利民的工程，利遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弊的結(jié)構(gòu)構(gòu)思，它在以后具體的發(fā)展道路上一定是坎坷而又平坦的。

太陽(yáng)能與水力聯(lián)合發(fā)電的模式，無(wú)論在資源的節(jié)約還是環(huán)境的保護(hù)這兩項(xiàng)大的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上都有所體現(xiàn)，發(fā)展前景毋庸置疑，是一種具有取代性的改革。

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