青海水電學(xué)會舉辦全國科普日-“水光互補開啟新能源發(fā)展新天地”線上展播活動

2023年全國科普日活動主題為“提升全民科學(xué)素質(zhì)，助力科技自力自強”，于9月17日-23日在全國各地集中開展。9月20日，在青海省科學(xué)技術(shù)協(xié)會指導(dǎo)下，由青海省水力發(fā)電工程學(xué)會、黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司聯(lián)合舉辦的“水光互補開啟新能源發(fā)展新天地”線上展播科普宣傳視頻成功發(fā)布。

青海水電學(xué)會利用自身優(yōu)質(zhì)科普資源、全國科普教育基地—龍羊峽水光互補光伏電站，組織科技工作者精心制作“水光互補開啟新能源發(fā)展新天地”科普小視頻，通過通俗易懂又生動有趣的語言將水光互補專業(yè)知識進行線上科普宣講，讓公眾深刻感知前沿科技的魅力及科學(xué)新成果，傳授科技知識、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)、傳播科學(xué)文化，進一步發(fā)揮科普價值的引領(lǐng)作用，努力在全社會形成普及科學(xué)知識、樹立科學(xué)思想、倡導(dǎo)科學(xué)方法、弘揚科學(xué)精神的良好局面，使尊重創(chuàng)造、崇尚科學(xué)的理念深入人心。

水光互補光伏電站的建成，一是加快實現(xiàn)電力清潔化、能源電力化、能源綠色高效發(fā)展，對加快實現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義；二是助力青藏高原生態(tài)屏障建設(shè)，光伏發(fā)電具有遮陰、降低風(fēng)速、減少水分蒸發(fā)的作用，有利于生態(tài)修復(fù)；三是推動社會能源使用向電力化轉(zhuǎn)變是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要內(nèi)容和努力方向。

1 何為**“水光互補”****？**

“水”即水電站，“光”即光伏電站。水光互補，就是水電站和光伏電站強強聯(lián)手，相輔相成共同組成安全穩(wěn)定的綠色能源供應(yīng)體系。

那么問題來了，水光互補有什么好處？它們又是如何進行互補的？

水電可以彌補光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性。光伏電站只能在白天發(fā)電，晚上完全沒電；同時很容易受到氣候影響，比如陰天、下雪、沙塵暴等天氣，都會導(dǎo)致光伏發(fā)電出現(xiàn)波動性。因為這些原因，光伏電站發(fā)電的波動會比較大，發(fā)電曲線呈鋸齒狀，直接并入電網(wǎng)可能會導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定。這會有什么后果呢？我們小時候應(yīng)該都看到過電燈忽明忽暗的樣子，那就是電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致的。水光互補就可以很好地幫助消除這些鋸齒狀的波動，原理在于，光伏電站發(fā)出的電并不直接接入電網(wǎng)，而是通過線路接入水電站，和水電站發(fā)出的電“捆綁”在一起，再接入電網(wǎng)。

2 “水光互補”過程是如何調(diào)節(jié)的呢？

以龍羊峽水光互補光伏電站為例，發(fā)電站總裝機容量2130兆瓦，其中，光伏裝機容量850兆瓦，位于黃河上游的大型梯級電站——龍羊峽水電站裝機容量1280兆瓦，是調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的多年水庫。龍羊峽850兆瓦光伏電站可視為一個“虛擬水電機組”，接入龍羊峽水電站，通過水輪機組的快速調(diào)節(jié)，將原本間歇、波動、隨機的功率不穩(wěn)定的鋸齒型光伏電源，調(diào)整為均衡、優(yōu)質(zhì)、安全更加友好的平滑穩(wěn)定電源，以兩個電源組合的電量，利用龍羊峽水電站的送出通道送入電網(wǎng)。這個過程不但使送出功率更加平穩(wěn)，還提高了電網(wǎng)送出線路的利用率和經(jīng)濟性。

這一技術(shù)填補了國內(nèi)大規(guī)模水光互補關(guān)鍵技術(shù)的空白，推動了國際大規(guī)模水光互補技術(shù)的發(fā)展。

光電助力水電提高整體水域的調(diào)峰能力。光電得到了水電的容量支持，水電則得到了光電的電量支持。水電由于其靈活性，常參與負荷調(diào)峰?！八饣パa”模式下，在光伏發(fā)電充足的時候，水電可以少放水少發(fā)電。這時可將水儲存在水庫中，等到用電高峰期，再將這些額外儲存的水放出發(fā)電，以滿足高峰期的用電需求，我們把這個過程稱為“調(diào)峰”。水電這額外的調(diào)峰能力，就是得益于光電的助力。

兩種調(diào)節(jié)模式，一種是短期的日調(diào)節(jié)——晴天，光伏多發(fā)，水電少發(fā)；陰天，光伏少發(fā)，水電多發(fā)；晚上，光伏不發(fā)，水電多發(fā)。

3 水光互補電站帶來了哪些好處？

近年來，黃河水電公司推廣的“光伏+生態(tài)治理+生態(tài)牧業(yè)”龍羊峽水光互補光伏電站，光伏子陣內(nèi)平均風(fēng)速降低41.2%、20厘米深度土壤增濕32%，并實現(xiàn)了板上發(fā)電、板下牧羊。電站年均發(fā)電量14.94億千瓦時，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤46.46萬噸、減少二氧化碳排放約122.66萬噸、二氧化硫3944.16噸，生態(tài)環(huán)保效益顯著。

通過“水光互補”，龍羊峽水電站送出線路年利用小時數(shù)由原來的4621小時提高到6007小時。在持續(xù)向外輸送“綠電”的同時，光伏電站的“藍板板”，也為塔拉灘帶來了“綠化”效果。同時，企業(yè)與當(dāng)?shù)卣湍撩窈献?，在籃板板下建起了“光伏牧場”，養(yǎng)起了“光伏羊”。藍板板下的青草成了羊飼料，羊則成了園區(qū)里的“除草工”，避免了雜草長得過高影響光伏板發(fā)電。

2022年6月26日，“龍羊峽水光互補電站”正式獲得吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)證，成為全球最大裝機容量的水光互補發(fā)電站。

最后，穿上光伏“綠色外衣”的龍羊峽水光互補光伏電站，在助力生態(tài)文明建設(shè)、履行社會責(zé)任的同時，也為青海新能源的快速發(fā)展打開了一片新的天地。“水光互補”的成功，開始了新能源二次加速。水電加上了光伏的“助推器”，光伏加上了水電的“翅膀”。

本科普小視頻展示了科普知識與生態(tài)保護的緊密聯(lián)系，碳減排不僅是政府、企業(yè)的責(zé)任，也跟我們每個人息息相關(guān)，倡議綠色低碳從我做起。

在這個收獲的季節(jié)，讓我們一起“走近”科學(xué)，共同營造講科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的濃厚氛圍。