每当看到这一片片“盾牌”,你是不是都很好奇,这到底是个啥?这些小小的“盾牌”可有大大的能量,它们可以点亮千家万户的灯。其实,这些“盾牌”是光伏发电板,它们被太阳光照射后,就可以产生源源不断的电。
如今,你可以在很多地方看到这些“盾牌”,在屋顶上、湖面上、山坡上,甚至在太空上!我国首个空间太阳能电站实验基地在重庆璧山启动,计划在3.6万千米高空修建“太空三峡”,有小伙伴建议电网企业开一个“太空供电公司”。
话说回来,这光伏发电究竟是啥原理?发的电又是怎样进入千家万户的呢?
早在1839年,法国科学家贝克雷尔就发现光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差,这种现象被称为光伏效应,即光子(光波)转化为电子,光能量转化为电能量,并形成电压的现象。
光伏发电系统里的太阳能板在有光照的情况下产生光伏效应,在电池两端出现异号电荷的积累,就能将光能转化成直流电能。说到这里,除了光伏怎样发电?笔者还对光伏板下面的东西产生了好奇心,在这光伏板下面都有啥呢?
据说,有浓厚的绿荫、有纳凉戏水的鱼儿、甚至还有三五成群吃草的羊,人民的智慧总会迸发出令人惊叹的力量。近些年来,大家集思广益开启了“光伏+”时代。
光伏+农林牧渔构建了上面发电,下面种植养殖的立体格局,田间、山野、草场、池塘,神州大地绿意更浓。青海海南州共和县塔拉滩有着国内最大的光伏发电基地,面积609平方千米,接近新加坡国土面积,在这里板上发电,板下牧羊。“光伏羊”吃掉光伏板下生长茂盛的杂草,光伏园既不用雇人除杂草了,牧民又节省了羊们的“口粮”,光伏企业和农牧民共赢。
除了“光伏羊”还有“光伏鱼”。在安徽省宣城市洪林镇,100兆瓦光伏复合项目,板上光伏发电,板下广阔的水面用于养殖鱼虾、种植水产农作物,“渔光互补”的运作模式让土地利用价值大大提升。
光伏板发的直流电不能直接被咱老百姓使用,需要把它转变成交流电,怎么转?这就要用到一个叫逆变器的装置。逆变器可以将太阳能板发出的直流电逆变为220伏的交流电,下一步就是电如何进入电网了;容量8千瓦以下的光伏电站发的电,经单相逆变器变成交流电后直接进入220伏的电网;8千瓦-400千瓦的小型集体光伏电站发的电,经三相逆变器变成交流电后进入0.4千伏电网;400千瓦-20兆瓦的中型光伏电站发的电,大多进入10-35千伏电网;20兆瓦以上的大型光伏电站发的电,一般进入66千伏及以上电压等级的电网。
上面这三种情况,都需要将电通过升压变压器升高至相应的并网电压,升压后的交流电通过并网点流向变电站,完成“上网”流程,就可以供千家万户使用了。
但如何用好光伏电也是很有门道的。光伏发电看似取之不尽、用之不竭,但它受气象影响大,很不稳定,为了尽可能多地消纳光伏电,咱们的电力调度员可要费不少心思。他们化身“气象员”,预判天气变化,动态做好调度方案。比如,春秋季大晴天的时候,午间时段光伏发电多,他们就要调度火电少发点电,而在阴雨天气时,光伏发的电少了,他们就要调度火电机组赶紧顶上来。
做好电力调度就像下一盘大棋,电力调度员除了要当好“气象员”,还要当好“规划师”,需要根据实际情况统筹各地的电网“互通有无”,甚至要当“保管员”,调度储能电站将光伏电暂存起来,在电网负荷高峰时放出来。
在西北、华北等地光伏电较多,本地无法全额消纳,调度员不得不放大招,使出“乾坤大挪移”,通过“大国重器”特高压将光伏电送往千里之外。
阳光绿电无限好,上网调度费思量。绿电源源不断的背后离不开电网人的辛苦付出,请大家珍惜每一度电,爱惜每一束光。
(疏雅慧 李洋 陆旻)