风光水互补发电_可再生能源发展新方向
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风光互补——新能源利用的“风光”之路赛迪顾问股份有限公司能源咨询中心路远风力发电和太阳能发电虽然是清洁无污染的可再生能源,但也存在着能量在空间上分散,在时间上有峰谷波动等问题,如风力发电的间歇性,以及太阳能发电系统在夜间和光照条件不好时无法提供电力等等。
而风光互补应用综合了风力发电和太阳能发电的优势,提高了资源的利用效率,也很好地解决了单独使用风力发电或太阳能发电受季节和天气等因素制约的问题,使得风力发电和太阳能发电形成了很强的互补性,提高了供电的可靠性。
风光互补发电是对太阳能发电、风力发电的综合应用,目前国内大型风力发电(单机装机容量一般在MW级以上)与并网太阳能光伏发电、太阳能光热发电的风光互补应用尚处于起步阶段,主流的风光互补应用是指中小型风力发电机发电(单机装机容量在100kW及以下)与太阳能光伏发电的离网综合应用,即本文所研究的风光互补应用。
1、政策、市场、技术等多重因素推动风光互补应用发展在政策方面,将由注重发展风能和太阳能大型并网发电向并重发展分布式发电转变。
过去几年国家针对风力发电和光伏发电领域的政策主要集中在大型并网领域,风光互补主要应用领域为中小型分布式发电,在过去很长时期内缺乏政策层面上的有力支持。
“十二五”期间,国家将不再一味发展大型风电基地,也将鼓励太阳能发电和风电的分布式利用,如工业和信息化部《太阳能光伏产业“十二五”发展规划》将建立分布式光伏电站、离网应用系统、光伏建筑一体化(BIPV)系统、小型光伏系统及以光伏为主的多能互补系统列为“十二五”期间光伏产业发展的主要任务之一。
政策导向使得中小型分布式发电成为风力发电和光伏发电领域的重要应用形式之一,风光互补行业将获得国家政策的大力扶持。
市场发展方面,随着风光互补应用系统集成技术的成熟、可靠性的增强以及社会认知度的提高,风光互补的应用领域不断拓展,市场进一步细分。
目前风光互补已被广泛应用在道路照明、景观照明、交通监控、通讯基站、大型广告牌、学校科普、家庭供电、农业杀虫、发电站以及海水淡化等领域,市场规模逐步扩大。
风光水互补一体化发展方向摘要:为了能够科学调整国家的能源产业结构,大规模发展可再生能源,探讨风电、水电、光电能源结构的优化转型。
本篇文章结合低碳能源发展的新趋势,研究了风光水互补发电的必要性,采用风力和光伏并网式的发电方式,可为储能提供必要支撑。
关键词:可再生能源;风电;光伏发电;水蓄能;互补发电引言:能源和环境保护是人们生存发展急需破解的难题,传统煤炭石油天然气的化石能源储存量偏少,储存随着时间的增长而日益减少,而且带来了更为严重的环境污染。
伴随当前国内经济快速发展,社会企业和公众,对于化石能源需求量更大,但是化石燃料燃烧会产生大量的污染气体,可再生能源成为了一种新能源。
使用的水能、风能、太阳能,可以持续不断地利用,使用时对外界环境污染比较小,是未来人类最重要的能源。
一、风光可再生能源的发电前景(一)风能的发电前景风力发电往往是使用小型的风力发电设备与大型电力网络并网,而且风力电能流转到电网中,风力发电也是一种成熟发电方式,可以大规模开发利用风能。
风能清洁无污染,而且不会枯竭,风力发电设施安装比较灵活,安装时间短。
到目前为止,我国已经成为了全球排行第二的风力发电风电容量,在国内东北、华北和东南沿海地区都有大规模开发建设,国内风力发电站是实现集中连片式地开发建设,能够开发出百万千瓦的风电基地。
随着国内风电技术的日益成熟,风电规模扩大,风电设施运行成本接近了常规性能源,而且在未来一段时间内,会保持着快速增长发展态势[1]。
(二)光伏发电的前景光伏发电中是利用太阳能转化为电能,光发电有许多优点,主要是在发电时没有噪音,没有污染,而且没有原材料消耗,能量随处可以获得,发电设施比较简单,容易运营维护。
光伏发电在最初被当成一类分散能源来使用,但是近些年随着规模扩大,出现了离并网化,而且光伏发电规模在逐渐提升。
我国拥有太阳能资源丰富,每年日照强度达到6×109千兆每平方米,但是当前国内的光伏发电总体还处于起步阶段,整体发电成本比较高。
风光互补供电系统的优势与应用前景分析随着全球能源需求不断增长以及环境问题日益突出,可再生能源成为解决能源和环境难题的重要方向之一。
在可再生能源中,风能和光能是最为常见且具有广阔应用前景的两种形式。
而将风能和光能相结合,以构建风光互补供电系统,不仅可以解决单一能源波动性强、不稳定的问题,还可以进一步提高能源的利用效率。
本文将对风光互补供电系统的优势与应用前景进行分析。
首先,风光互补供电系统的优势在于综合利用两种能源。
风能和光能是地球上常见的两种可再生能源,它们之间具有互补性。
在风能资源丰富的地区,往往太阳能资源相对较少;而在太阳能资源充足的地区,风能资源可能有限。
通过将风能和光能相结合,可以充分利用两种能源的特点,实现能源的互补,从而提高供电系统的可靠性和稳定性。
其次,风光互补供电系统具有较高的整体能源利用效率。
由于风能和光能的波动性,单独利用这两种能源存在能源浪费的问题。
但是通过建立风光互补供电系统,可以有效地平衡风能和光能之间的差异,实现能量的转化和储存。
例如,在风速较高时,风能发电可以满足电力需求,并将多余的能量储存起来;而在晴天或风速较低时,太阳能发电可以为供电系统提供能量。
通过充分利用两种能源的优势,风光互补供电系统可以提高能源的利用效率,减少能源浪费。
此外,风光互补供电系统在应对能源供应问题上具有优势。
随着人口的增长和工业化进程的推进,对能源的需求呈现快速增长的趋势。
然而,传统能源资源的有限性导致了对能源供应的紧迫需求。
风光互补供电系统作为一种新型的能源供应方式,可以有效地利用可再生能源,从而减少对传统能源的依赖。
此外,风光互补供电系统具有分散布置和模块化等特点,能够满足不同规模和需求的能源供应,减少对传统电网的压力。
风光互补供电系统的应用前景广阔。
随着技术的不断进步和成本的降低,风光互补供电系统的应用将会得到进一步推广。
特别是在偏远地区和农村地区,传统电网建设成本较高且供电不稳定,风光互补供电系统可以成为提供可靠、清洁能源的重要选择。
风光互补发电系统的应用与发展2023-11-10•风光互补发电系统概述•风光互补发电系统在能源领域的应用•风光互补发电系统在环保领域的应用•风光互补发电系统的技术发展与挑战•风光互补发电系统的未来发展趋势及展望风光互补发电系统概述定义风光互补发电系统是一种利用太阳能和风能发电的系统,它结合了太阳能光伏发电和风力发电两种技术,旨在实现可再生能源的持续、稳定供电。
特点风光互补发电系统具有较高的能源利用效率和较低的碳排放,同时具有较好的供电稳定性和可靠性,能够满足不同领域和场景的能源需求。
风光互补发电系统的定义与特点组成风光互补发电系统主要由太阳能电池板、风力发电机、储能电池、逆变器、控制系统等组成。
工作原理在有阳光和风力的情况下,太阳能电池板和风力发电机分别将光能和风能转化为电能,通过逆变器将直流电转换为交流电,最终实现向电网供电。
储能电池则用于在供电不足时提供电力补充。
风光互补发电系统的组成及工作原理0102农村供电在偏远地区和农村地区,由于地理和气候条件限制,传统供电方式难以覆盖,风光互补发电系统成为一种理想的供电解决方案,能够满足农村居民的基本生活用电需求。
城市小区供电在城市的小区和居民区,由于空间和环境限制,传统的供电方式难以满足需求,而风光互补发电系统则能够实现绿色、环保、高效的能源供应。
交通设施供电高速公路、桥梁、隧道等交通设施的供电系统通常难以覆盖,而风光互补发电系统则能够实现稳定、可靠的供电,保障交通设施的正常运行。
野外设施供电野外的工作站、观测站等设施通常缺乏常规电力供应,风光互补发电系统成为一种理想的供电解决方案,能够满足野外设施的基本用电需求。
海岛供电在远离大陆的海岛地区,由于地理和气候条件限制,传统供电方式难以覆盖,风光互补发电系统成为一种理想的供电解决方案,能够满足海岛居民的基本生活用电需求。
风光互补发电系统的应用范围030405风光互补发电系统在能源领域的应用总结词解决偏远地区供电问题,提高能源供应的可靠性和稳定性。
2024年风光互补供电系统市场需求分析1. 引言随着可再生能源的快速发展,风能和光能作为两种主要的可再生能源形式,正在逐渐成为人们关注的焦点。
在这一背景下,风光互补供电系统作为一种新型的能源供应方式,备受关注并逐渐广泛应用。
本文旨在对风光互补供电系统市场需求进行分析,并提供相关的市场前景和发展趋势。
2. 风光互补供电系统的概念与优势风光互补供电系统是将风能和光能相互补充利用的一种综合性供电系统。
其基本原理是通过风能发电和光能发电设备的结合,能够有效应对能源供应的波动性和不可预测性,从而提高能源利用率并减少对传统能源的依赖。
其优势包括:高可靠性、环境友好、经济效益显著等。
3. 2024年风光互补供电系统市场需求分析3.1 市场规模与增长趋势近年来,全球范围内对可再生能源的需求不断增加,使得风光互补供电系统市场得到快速发展。
根据市场研究报告,全球风光互补供电系统市场规模在过去几年内呈现稳定增长的态势,并预计在未来5年内将保持较高的增长率。
3.2 市场驱动因素3.2.1 环境压力传统能源的消耗对环境造成了严重的污染和破坏,而风光互补供电系统作为一种清洁能源供应方式,能够有效减少对环境的影响,因此受到了环境压力的驱动。
3.2.2 政策支持各国政府为了降低对传统能源的依赖并实现可持续发展,纷纷出台了各种支持可再生能源发展的政策和措施,包括补贴、税收减免、法规制定等,这些政策支持也为风光互补供电系统的市场需求提供了强力支持。
3.2.3 经济利益风光互补供电系统能够有效降低能源成本,提高能源利用效率,减少对传统能源的依赖,从而在经济上获得显著利益,这也成为市场需求的一个主要驱动因素。
3.3 市场前景与机遇由于风光互补供电系统具有较高的可靠性和经济性,并且能够有效应对能源供应的波动性和不可预测性,使得其在能源领域具有广阔的应用前景。
尤其在偏远地区和无法接入传统能源的地方,风光互补供电系统能够为当地提供稳定可靠的能源供应,填补了能源供应的空白。
风光互补供电系统在电力建设中的政策支持与鼓励随着人们对可再生能源的关注不断增加,风能和光能作为两种重要的可再生能源得到了广泛应用。
风光互补供电系统是指将风能和光能两种能源结合起来,实现互补利用并供给电力。
在电力建设领域,风光互补供电系统凭借其高效、环保的特点吸引了政府的政策支持与鼓励。
本文将探讨风光互补供电系统在电力建设中的政策支持与鼓励措施。
首先,风光互补供电系统在国家层面得到政策支持。
中国政府将可再生能源的开发和利用列为优先发展的战略性任务,制定了一系列政策文件和规划计划,以支持和鼓励风光互补供电系统的建设。
例如,国家发展和改革委员会发布的《可再生能源发展十三五规划》明确将风光互补供电系统作为重点发展项目之一。
此外,还有其他一些政策文件,如财政部、国家能源局等发布的有关可再生能源补助政策和税收优惠政策,为风光互补供电系统的建设提供了重要的经济支持。
其次,地方政府也积极出台政策支持风光互补供电系统的建设。
各个省、市、自治区都根据自身的实际情况出台了相应的政策措施。
例如,一些地方政府提供土地使用费减免、配套基础设施建设、电力接入便利等方面的支持政策,为风光互补供电系统的建设提供了便利条件。
同时,地方政府还采取了一系列扶持措施,如奖励补贴、贷款贴息等,吸引各类企业和投资者参与到风光互补供电系统的建设中来。
此外,风光互补供电系统在政策支持方面还受益于金融机构的支持。
银行等金融机构在风光互补供电系统建设项目中提供了多种融资渠道和金融产品。
比如,一些银行推出了绿色信贷产品,为风光互补供电系统的项目提供贷款支持。
同时,还有金融机构提供了风险补偿、担保等金融服务,降低了风光互补供电系统建设的融资成本。
这些金融服务的提供为风光互补供电系统的建设提供了强有力的金融支持。
此外,风光互补供电系统在电力建设中还可以享受一些税收优惠政策。
例如,风光互补供电系统项目可以申请免征增值税、企业所得税等税收政策。
这些税收优惠政策的实施,减轻了风光互补供电系统建设企业的负担,降低了项目建设的成本。
水风光多能互补发电调度问题研究现状及展望发布时间:2023-04-19T08:25:45.947Z 来源:《新型城镇化》2023年6期作者:王棋[导读] 以水风光为主的可再生能源在过去二十年实现了前所未有的发展,未来也将是中国构建清洁低碳能源体系的核心组成部分,是兑现碳减排承诺的现实选择。
重庆大唐国际武隆水电开发有限公司重庆市 400000摘要:以水风光为主的可再生能源在过去二十年实现了前所未有的发展,未来也将是中国构建清洁低碳能源体系的核心组成部分,是兑现碳减排承诺的现实选择。
该文简要分析了我国清洁能源发电的发展概况及典型水风光互补实际工程,提炼总结了互补系统发电调度面临的关键问题。
关键词:多能互补;水风光系统;出力不确定性;充分利用和大力开发风、光、水等可再生能源资源是我国在2060 年前实现碳中和目标的重要途径。
受限于风电、光伏电固有的间歇、不可控发电特性,以及其他综合因素,新能源消纳问题一直非常突出,还需要进一步加以研究。
1 新型电力系统的特征及面临的主要技术挑战1.1 新型电力系统的主要特征1.1.1 新型电力系统是产业互联互通的智慧系统新型电力系统将开创数字经济体制机制,打造充满活力的数字能源新业态,改变传统能源电力的配置方式,实现数字与物理系统、现代信息通信技术与电力技术的深度融合。
1.1.2 新型电力系统是源网荷储融合互动的平衡系统新型电力系统以电力为中心,以电网为基础平台,打通源网荷储各环节信息,实现从“源随荷动”到“源荷互动”的转变,保障运行安全、提升运行效率。
大电网的柔性互联形态和数字化调控技术将使电网更加灵活可控,配电网将促进交直流混联和柔性电网与微电网等多种形式协同发展,从而有效解决高比例新能源及高比例电气化接入产生的随机性、波动性、间歇性问题,实现全面可观、精确可测、高度可控。
1.1.3 新型电力系统是多层级电力防护的安全系统电网规模越大、形态越丰富、与经济社会发展融合越深入,对人为攻击、自然灾害等极端情况所带来破坏的应变能力要求越高。
风光互补供电系统对环境保护与可持续发展的意义在全球范围内,环境保护和可持续发展已成为当今社会面临的重要挑战。
传统的能源供应方式,如煤炭、石油和天然气等化石燃料,不仅对环境产生严重的污染,还存在对资源的依赖性。
然而,风光互补供电系统作为一种清洁且可再生的能源供应方式,对环境保护与可持续发展具有重大的意义。
首先,风光互补供电系统可以减少温室气体的排放,有助于缓解全球变暖问题。
根据科学研究,化石燃料的燃烧是导致大气中二氧化碳等温室气体增加的主要原因之一。
相反,风力发电和太阳能发电是清洁且无排放的能源来源。
通过采用这些可再生能源,可以降低对化石燃料的需求,从而减少温室气体的排放,进而降低全球变暖的风险。
其次,风光互补供电系统还可以改善空气质量。
化石燃料的燃烧会释放出有害的大气污染物,如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等,对人类健康和环境造成伤害。
相比之下,风力发电和太阳能发电不会产生这些有害物质。
采用风光互补供电系统供电,可以减少空气污染,改善人们的生活环境,提高居民的健康水平。
此外,风光互补供电系统的建设和运营还可以创造经济效益和就业机会。
传统的能源供应方式往往需要外部资源和技术的依赖,而本地可再生能源的利用则可以降低能源的成本。
在风光互补供电系统中,风力发电和太阳能发电的设备可以在当地生产和安装,从而促进当地经济的发展。
同时,风力发电和太阳能发电的建设和维护需要专业人才,创造了就业机会,提高了人们的生活质量。
另外,风光互补供电系统对能源安全也具有积极的影响。
传统的能源供应方式存在对有限资源的依赖,如石油和天然气等,导致能源供应的不稳定性。
而风光互补供电系统依赖的是风力和太阳能等可再生能源,这些能源可在实际生产条件下持续不断地产生。
通过建设风光互补供电系统,可以降低对有限资源的依赖,增强国家的能源安全性。
最后,风光互补供电系统的发展还推动了技术创新和绿色产业的发展。
风力发电和太阳能发电技术的不断进步和成熟,使得风光互补供电系统的建设更加高效和可行。
风能、水能、太阳能等可再生能源应用与前景分析可再生能源是指自然界不断补充和再生的能源。
与传统能源相比,可再生能源具有很多优势,如可持续、环保、资源丰富等。
在可持续发展的大背景下,可再生能源得到了越来越广泛的应用和发展。
本文将分析风能、水能和太阳能等可再生能源的应用与前景。
首先,风能是目前应用最广泛、发展最成熟的可再生能源之一。
风能的发电能够实现清洁、零排放。
风能发电机的技术已经非常成熟,产生的电力成本也逐渐降低,具有经济可行性。
根据国际风能协会的数据,全球风能容量已经达到了600多GW,占可再生能源总容量的35%以上。
风能在全球能源市场上的地位越来越重要,其前景非常广阔。
未来风能技术将进一步提升,容量将继续增加,预计到2030年全球风能容量将超过1000GW。
其次,水能作为一种老牌可再生能源,已经有着非常广泛的应用。
水电是目前最主流的一种水能利用方式。
水电发电具有可调度性强、稳定性高等优点。
特别是在我国,水电已经占据了主导地位,拥有丰富的水力资源。
据中国水利水电科学研究院数据,我国水电装机容量已经超过3亿千瓦,占总装机容量的24%以上。
随着经济的发展和人们对环境保护意识的增强,未来水能的利用将更加广泛。
除了传统的水电之外,潮汐能、波浪能和海洋温差能等也具有较大的应用潜力。
再者,太阳能是目前发展最迅速的可再生能源之一。
太阳能是最广泛的、无穷尽的能源来源,可以实现清洁、零排放的发电。
太阳能光伏发电已经取得了巨大的突破,发电成本逐渐降低。
随着技术的进一步发展,太阳能发电的效率将进一步提升,成本也会进一步下降。
目前全球太阳能装机容量已经超过700GW,年增长率超过20%。
未来太阳能的应用前景非常广阔,特别是在光伏发电、太阳能热利用等领域,具有巨大的市场潜力。
总的来说,风能、水能和太阳能等可再生能源具有巨大的应用前景。
随着技术的不断进步和成本的下降,它们将成为未来能源供应的重要来源。
值得指出的是,可再生能源的发展还面临一些挑战,如能源储存技术、电网升级等问题。
风光互补发电技术研究现状及发展前景_许文娟
风光互补发电是指利用风能和光伏能综合利用,实现多能源配置,达到有效的利用可再生能源的技术。
在实现节能减排的背景下,风光互补发电技术也受到越来越多的关注。
目前,风光互补发电技术的研究存在一定程度上的不完善。
在发电设施建设和环境安全方面,被少量的文献及报道关注,技术上缺乏对传统能源发电设施研制的支持,促使研究成果的落地实施受阻。
另外,风光互补发电机组的安装需求是需要一定投资的,但其受益将有一定的延迟。
现有研究表明,目前发电厂经济运行效益下降等问题也造成了风光互补发电技术在实际应用中的阻碍。
尽管风光互补发电技术存在一定的不足,但未来发展前景依然可期。
首先,发展风光互补发电技术将深刻地改变可再生能源方面的发电建设,例如水电、太阳能、地热等可再生能源,提高可再生能源发电的网络结构和整体性能。
其次,随着社会经济发展水平的不断提高,对能源利用技术的研发需求也越来越高,风光互补发电技术也必将得到进一步深入研究和发展。
最后,国家加大投入力度,让更多的城乡用户受益,将实现社会各界对可再生能源的利用提升到新的水平。
综上所述,风光互补发电技术在未来有着广阔的发展前景,这将是一条可以利用可再生能源开发可再生能源发展的可行之路,具有重要的社会价值意义和保护环境的重要社会意义。
在今后的发展中,国家、地方政府以及科学研究部门应加大科研力度,共同推动风光互补发电技术的发展。
中国电力报/2011年/3月/5日/第006版
前沿
风光水互补发电——可再生能源发展新方向
大规模非水可再能源的发展,给传统水电开发赋予了新任务。
水电与风—光互补结合,可对风—光并网发电和储能提供强有力的支撑,水电的绿色环境效益和生态效益成为其开发所追求的新目标
清华大学水利系、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室马吉明郑双凌陈
浩波
能源和环境是当前人类生存和发展迫切需要解决的问题。
常规化石能源如煤、石油、天然气等,储量随利用时间的增长而日益减少,且带来严重的环境污染问题。
大力发展可再生能源的任务愈发紧迫。
从目前可再生能源的资源状况和技术发展水平看,利用水能、风能、太阳能发电,最为现实,前景广阔。
三者互补结合是一条有效的途径。
但光伏发电的时间局限性和风能发电的不稳定性是这两种电源的固有缺陷,必须具有相当规模和调节性能良好的备用电源,风-光出力才能成为国民经济发展的依靠。
水电是规模大、调节性能良好的电源,可以充分利用水库的调节能力,克服光伏和风能发电不连续、不稳定的缺点,确保供电质量。
风光可再生能源的发电前景广阔
首先是风力发电。
风力发电包括小型离网运行风力发电和大型并网风力发电,是继水电后技术最成熟、最具有大规模开发利用前景的可再生能源发电方式,具有清洁无污染、永不枯竭、基建周期短、装机灵活等优点。
据统计,我国陆地可利用风能资源3亿千瓦,加上近岸海域可利用风能资源,共计约10亿千瓦,比水力总蕴藏量6.94亿千瓦还多。
风能资源主要分布于两大风带:一是“三北地区”(东北、华北北部和西北地区);二是东部沿海陆地、岛屿及近岸海域。
《可再生能源中长期发展规划》指出,在具备规模化开发条件的地区,进行集中连片开发,建成若干个风电大省、数个百万千瓦级大型风电基地;到2020年全国风电总装机容量达到3000万千瓦。
目前,我国规划在甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古、江苏6个省区建设7个千万千瓦级风电基地。
随着风电技术的进步和规模的扩大,风电成本已接近常规能源,是近期最有市场的非水可再生能源,在今后相当长的时间内将会保持较快发展。
其次是光伏发电。
光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能,具有许多优点,如无噪声、无污染、无燃料消耗,能量随处可得,维护简便等。
光伏发电最初作为独立的分散电源使用,近年来规模逐渐增大,包括离、并网两种类型,其中并网光伏增长尤为迅速。
我国太阳能资源丰富。
然而由于目前光伏发电还处于起步阶段,成本高,在电网覆盖区域还无法和常规能源竞争。
一旦光伏发电的成本下降,将会得到大规模的应用。
届时,光伏发电不但会替代部分常规能源,还将发挥出巨大的环境效益。
根据《可再生能源中长期发展规划》,在甘肃敦煌和西藏拉萨(或阿里)建设大型并网型太阳能光伏电站示范项目;到2020年,我国大型太阳能并网光伏电站总容量将达到20万千瓦。
风能和光伏发电目前发展速度飞快,二者分别利用风能和太阳能辐射作为初始能源,也存在的一定的问题。
一是,大规模开发占地面积大。
太阳辐射在地面上的最大功率小于1平方米每千瓦,考虑到光电转换效率与接受面积的周边空隙,每平方米的有效功率约100瓦,发电量每年约
230千瓦时。
风机单机容量小,陆地风电场大部分风机的单机容量为1500~2000千瓦,风机间距离大。
因此,大规模的风力发电和光伏电站均需占据很大面积。
二是供电的不连续性和不稳定性。
风能和太阳能因受风力大小、昼夜变化、云层遮挡等影响,都具有一定的间歇性和随机性。
有研究指出,随着能源结构调整,当光伏发电和风能供电比例足够大时,其间断性和不稳定性对电网的影响是非常大的。
三是电量存储问题。
对于小型离网运行的风电和光伏发电系统,为保证电力的持续供应,需配备一定容量的电力储能装置,如各类化学蓄电池。
但化学储能的规模受到限制,不足以为大中型风电和光伏发电系统提供支撑。
比较起来,常规水电站、抽水蓄能电站技术成熟,只要具有相应的装机规模和调节库容,就可为相应规模的风、光发电提供支撑。
四是并网问题。
并网型系统是风电和光伏发电的主要趋势,特别是大规模风—光发电系统。
由于风、光供电的不连续和不稳定性,供电比重的上升会使电网的调峰、调频压力随之增大,必然会对电力系统的可靠性、稳定性、电源和电网规划等方面带来一定的影响。
五是环境问题。
光伏发电与风力发电也存在一定的环境问题,前者在生产太阳能电池板的过程中所耗电能的比率较大,后者风轮的旋转及噪声也对飞鸟和人群产生影响。
但环境问题与前边几条的性质不同,即不能通过与水力发电的结合予以克服和解决。
风光水协调发展 互补优化
通过系统优化,可以做到风—光—水三元互补,即在某一发电方式缺位或不足的时候,由其它发电方式予以补充。
风—光—水三者之间存在着一定程度的天然互补性。
从时间上讲,白天太阳光强,夜间风多;夏季光照强度大,风弱;冬春季节风力大,光照弱。
从地域上讲,青海、西藏的光资源丰富,风资源稍弱,而甘肃的光照资源虽逊于前二者,但风资源丰富;在西北、华北、东北等内陆区域,风资源的季度分布特色大多为冬春季风大、夏秋季风小,与水能资源的夏秋季丰水、冬春季枯水正好形成互补特性。
这为构建风—光—水互补系统提供了自然条件。
由于客观条件的限制和技术的发展,关于风—光—水三元互补经济运行的应用与研究还很少,目前应用较多的是两种方式的互补,如风—水互补发电和风—光互补发电,主要供电对象为偏远地带的小规模用户,研究大多也针对微网系统。
一方面,水电开发可对大型风光发电提供调节与支撑。
吉瓦级的风能和光伏发电站只能与水电协调发展,才能得以大规模应用,否则,其固有的缺点将制约其大力发展。
依照国外的相关经验,风、光电站在建设之初,就应当寻找其支撑伙伴,如系统内需要一个对等规模的水力发电系统。
尽管同样是供电,该水电站“发电”的开发目标就与传统“发电”的开发目标不一样了,它成为大型风(光)发电的调节、支撑条件,具有为新能源提供基础条件的效益。
鉴于此,新能源的环境效益也应当为水力发电分一杯羹,尽管水力发电本身就是清洁可再生的。
此外,假如太阳能发电的夜间缺位是由水电来补足的,那么,夜间低谷时段的低电价将使得水电成为牺牲的对象,对此必须在政策层面予以研究解决。
根据2003年全国水力资源复查成果,我国水能资源技术可开发装机容量为5.4亿千瓦,年发电量2.47万亿千瓦时。
计划到2020年,水电装机容量将达到3.8亿千瓦。
我国丰富的水力资源为发展大型风电、光伏发电提供了条件,国家应结合地区的资源优势进行统筹规划。
另一方面,抽水蓄能可对风光发电提供储能支撑。
随着非水可再生能源的开发,风光互补抽水蓄能是一个发展趋势。
实践表明,抽水蓄能电站是满足电力系统运行负荷剧烈变化的理想手段。
研究认为,电力系统内最好有10%的抽水蓄能电站,这可以极大地提高电力系统的质量,如日本的电力系统内抽水蓄能的装机容量约在10%,目前我国抽水蓄能的装机比例尚很小,如果大力发展风光水互补,抽水蓄能的前景将更加广阔。
据调查发现,除常规机组外,抽水蓄能是现阶段大规模储蓄风—光出力的最现实的方式。
抽水蓄能电站的建设需要地形条件和水源条件,但对水量的要求并不大,只要水源足以补给因蒸发
渗漏所导致的损耗即可。
抽水蓄能的规模未必需要做得很大,只要能够同风光电站配合就可以了。
考虑到同离网光伏、风电站的配合,要重视小型抽水蓄能电站的建设。
水力发电与风力发电、光伏发电三元互补运行,集合了传统水能与风能、太阳能发电的优势,是一种全新的多能互补开发方式。