基于光伏发电的多能互补发电体系分析

王澄统

国家电投集团海南新能源投资有限公司 海南 海口 570100

引言

现如今太阳能资源发展速度较快，由于有着一系列的特点，比如容易获取、便于使用，从而得到了大力发展。以国内总装机容量来看，光伏发电有着很大的比例，一般被建于人口稀少的地区，由于使用的用户较少，为了能够维持电网的稳定，常常不得不“弃光限电”，这极大浪费了资源。在建立光伏电站的过程中，常常被多种因素所影响，尤其是气候因素，进而导致发电不稳定。因此有必要寻找一种方案，促使光伏发电得到广泛地利用。

1 与风能互补

光伏互补能源应当具备以下特征：首先，夜间能够弥补光伏发电的不足，白天可为光伏发电，提供足够的电量，以保证供电的正常运行。其次，应该具有易操作的特性，在发电过程中出现波动时，可以及时介入其中，确保电网不受到影响。最后，对于光伏互补能源而言，要便于获取，要能够在地域中普遍应用，这样才能方便推广。除此之外，在做到便捷、高效的同时，还要注重能源的清洁型，这也是将来必然的形式。

风能发电较为成熟，具备一系列显著优势：风能容易被获取、夜晚能够实现发电、所需基建周期并不长、满足互补能源的要求等。从时间上来看，不同的发电模式有着互补优势。首先从昼夜角度来看，在白天，当光照强时，气压通常会升高，风力会减小；随着太阳慢慢落下，光照会随之变弱，同时气压会减弱，这时地表的温差会增大，风力也会变强。其次从季节角度来看，由于夏季极可能被太平洋季风所作用，进而产生高压地区，此区域有着较强的辐射，同时风力相对较小；冬季极可能被西伯利亚季风所作用，从而会降低辐射强度，而且风力相对较大，在峰面上会产生较大的风能。对于太阳能和风能而言，从时间上来看，存在互为补充的属性，能够促进风光发电系统的发展，是拥有相当高的价值的，可以构建新能源的供电系统，如果构建并网型系统，添加安装储能装置，能够进一步削峰平谷，具备较为理想的生产效益。但关于储能的技术目前尚不成熟，未来有待进一步优化与推广应用。对此，电力领域可以采用铁铬液流电池对能源进行储备，确保供电的过程能够连续稳定进行[1]。

2 与地热能互补

地热属于一种可再生资源，价格低廉而且没有污染，具备较强的综合性，多数地热源于地球深处，来自岩浆与物质衰变，较少的地热源于辐射。通过对地热能的利用，除了可以进行发电，也具备一系列功能，如供暖、水产养殖等，这些功能都是人类所需要的。在国内很多地方都分布有地热，如青藏高原地区、滇西等。在青藏高原地区，储藏着大量的地热，有着较高的经济价值。无论是渤海地区，还是珠江三角洲，均具备足够的光照强度，对光伏进行开发，有着很高的价值。在珠江三角洲地区，存在较大的人口基数，海南是一个旅游大省，大力发展互补体系，有助于激活地热的价值；在渤海一带区域，分布着众多的工厂，用电需求较为突出，在冬季存在供暖的需求，在我国东北三省与华北地区，有着较为发达的农牧业，也可以展现地热的综合性。一般对于地热发电而言，与汽轮机技术息息相关，该项技术较为成熟，便于进行调控，可确保供电的稳定。在白天可借助光伏供电，电厂辅助供电，在夜间依靠电厂供电，并且由蓄电池辅助供电[2]。

3 与海洋温差能互补

可将海洋看成太阳能采集器，根据有关统计，海洋每年会吸收大量的太阳能，可高达37亿万千瓦/时左右，是全世界用电量的数千倍，具备较高的利用价值。

何谓海洋温差发电，指在经过太阳加热之后，在深层水和表层水之间，会产生一定的温差，利用这一温差来进行发电。在我国众多海域，表层水和深层水（海深500米）之间的温差，一般可超过20摄氏度。海水温差变化不大，便于进行发电，若不考虑维修，则可以持续工作。通过对集热装置的使用，对表层水进行加热，在增加温差的基础上，促使发电效率得到显著提升，保证光伏发电正常进行。构建浮动式集热装置，用不着考虑土地占用问题，可以极大减少开发费用。

4 与声能互补

150分贝的喷气式飞机，其声音所含功率大概为1万瓦特。这是相当大的污染，同时也是一种潜在的巨大资源。由于噪声来源并不稳定，调节性较差，而且得不到充分利用，需要开展大量的论证与实验，所以声能不可以作为单一互补能源。换句话来讲，声能可以作光伏的多能互补能源。对于隧道交通系统而言，是一个较为理想的互补体系场所，在车辆通过的过程中，会形成很大的噪音与风能，与此同时，车辆通行存在一定的周期性，从而较为容易控制整合体系。

电力领域可以建立声能发电系统，系统由声能收集设备与换能器两部分构成，前者可借助共鸣器达到收集噪声的目的，后者根据原理的不同，可分为电磁式转换、静电式转换等。通常情况下，日间交通系统运行所产生的噪声大，而夜间收集到的噪声则较小，故可考虑于日间收集噪声，待夜间用电高峰期，则可通过多能互补的方式供电，确保用电连续。

5 结束语

综上所述，光伏发电与其他能源进行互补，能够极大提升光伏发电的性能，有效延长电能供给时间，与此同时，可以显著提高并网稳定性，更为关键的是，通过光伏发电，有助于实现城市产业化。对于光伏发电和单个能源而言，两者间的互补有着一定的约束性，然而在经过多能互补之后，能够有效弥补相互能源的不足。要促使这些能源达到产业化，需要大力发展高精尖技术，并且要实现商业化，提高能源利用率。