初夏时节,青海省海南藏族自治【zhì】州共和县塔【tǎ】拉滩,辽【liáo】阔的原【yuán】野【yě】上【shàng】是一眼【yǎn】望不到【dào】边的“蓝色海洋”,鳞次栉比的光伏板在阳光下泛起层层“涟漪”,形【xíng】成了一【yī】道亮丽的风景【jǐng】线【xiàn】。

茫茫戈壁荒滩、寸草不生,这是昔日塔拉滩给人留下的印象。随着光伏发电的兴起,“借光”聚能的塔【tǎ】拉滩【tān】换了模样:如今,这【zhè】里【lǐ】已建起全球装机容量最大的光伏发【fā】电园【yuán】区——海南州生态光伏园。据【jù】统【tǒng】计,当前园【yuán】区【qū】已入【rù】驻企业【yè】46家,总装机量为【wéi】15730兆瓦,年均发电量达到100亿千【qiān】瓦【wǎ】时,年节【jiē】约标准煤【méi】311万吨,减排二氧化碳780万【wàn】吨。

青海戈壁荒滩兴起“光伏海”

这片【piàn】“光电乐【lè】土”蕴【yùn】藏着多少发展潜能?园区是【shì】怎样在【zài】荒漠【mò】戈壁中完【wán】成建设【shè】的?创造收益又如何?近日【rì】,记【jì】者带您走进塔拉滩一探究竟。

生态理念融入园区建设

在塔拉【lā】滩深【shēn】处,曾经【jīng】只有一样东【dōng】西无【wú】处【chù】不在【zài】,那就【jiù】是漫天的黄沙。“进了【le】塔【tǎ】拉滩,汽车三【sān】点头;出了塔拉滩,汽车把头【tóu】摇”,这是20多年前【qián】过往司【sī】机常挂【guà】在嘴边的顺口溜【liū】,说的是穿越沙化严重【chóng】的塔拉滩时,车颠得利害【hài】,风沙一吹还能【néng】把【bǎ】汽车打成“麻子脸”。

改变【biàn】始于【yú】2011年。这【zhè】一年,国家电投集团黄河【hé】上游水电开【kāi】发有限责任公司(以下【xià】简称“黄河水电公司”)来到塔拉滩【tān】,开始【shǐ】利用【yòng】荒【huāng】漠化【huà】土地开发建设光伏发电园区。

尽管98.5%的面积【jī】都【dōu】是沙【shā】化土【tǔ】地,但【dàn】塔拉滩地势平坦,且光【guāng】能资源丰富,年均日照时间【jiān】近3000小时,适【shì】合大面积建设光伏电站。业内专【zhuān】家预测,塔【tǎ】拉滩上蕴藏【cáng】着2万【wàn】多兆【zhào】瓦的发电资源,年均发电量可达329亿千【qiān】瓦时。

然而,在塔拉滩开工动土,绝非易事。

“当我好不容【róng】易来到塔拉滩时,心里【lǐ】真有点发怵。地上全是黄沙,仅有【yǒu】一【yī】些【xiē】零【líng】星【xīng】的麻黄【huáng】草,一【yī】阵大风过来,尘【chén】土飞【fēi】扬,吹得人满嘴都是【shì】沙土。”黄【huáng】河水电公司新能源建设分【fèn】公司副总经理王伦至今清楚记得,第一次来【lái】塔【tǎ】拉滩踏勘【kān】时的场景。

除【chú】了【le】黄沙蔽日,高海【hǎi】拔【bá】的工作环【huán】境也【yě】令【lìng】项目人员苦不堪【kān】言。“这里平【píng】均海拔接【jiē】近3000米,氧气含量是平原地【dì】带【dài】的64%。”王伦回忆,项【xiàng】目伊始,由于参建人员只能住在临时搭设的帐篷内,饮食质量、休【xiū】息条件都比较差【chà】,现场【chǎng】调试工作进展【zhǎn】缓慢。

虽然困难【nán】重重,但项【xiàng】目团【tuán】队并未退【tuì】缩,反而【ér】创新提出基地式规划、规模化【huà】开发【fā】、园区【qū】式建设的发展思路,树立生态保护【hù】优先的建设理念【niàn】,引领打造世【shì】界级生【shēng】态光【guāng】伏园【yuán】。

坚【jiān】持机【jī】械化打桩,避免对地表【biǎo】造成扰动;自主【zhǔ】创新攻坚【jiān】,不【bú】断突破电池及组件的转换效率;推进光伏【fú】电站系统集约化,打通光伏绿色【sè】循环产业链……从【cóng】设计到【dào】施工,每个【gè】环【huán】节都凝聚着项目【mù】团队【duì】保护高原【yuán】生态环境的用心与决心【xīn】。

在建设光伏电站的同【tóng】时,塔【tǎ】拉滩还需要一条输送绿电【diàn】的【de】特高压【yā】通【tōng】道。2018年11月,青豫直流【liú】工程【chéng】正式【shì】开工【gōng】,塔拉滩便是【shì】工程的起点,光电正是从这里【lǐ】“打捆”出【chū】发,途经青海、甘肃、陕西等【děng】省份,抵达河南【nán】。

既要科学施工【gōng】,更要绿色施工,“将绿【lǜ】色【sè】电能【néng】输送通道【dào】建成【chéng】绿色工程”是施工人员的共同心【xīn】愿。

“架设电塔【tǎ】时,为了【le】保护植【zhí】被,我们在地面铺了棕垫,作业【yè】也要靠人拉肩扛。”青海送变电工【gōng】程公【gōng】司负责【zé】青海【hǎi】段第二【èr】标段施工的总【zǒng】工程师【shī】张彦【yàn】斌指向一棵不足【zú】一【yī】人高的树,“施【shī】工【gōng】时本【běn】来要伐掉,但想到高原上长棵树不容易,我们把它【tā】移植【zhí】到了旁边。”

施工过程中,这样的故事还有很多【duō】。比如,在【zài】山顶修建输电塔【tǎ】时,施工人员【yuán】提前【qián】架设索道,几吨重的钢材从空【kōng】中运上山,要【yào】避免【miǎn】山路运输【shū】拖拽山上【shàng】的树木、植被【bèi】。“我们在施工过程中没有【yǒu】发生一起环境污染和破坏【huài】事件。”张【zhāng】彦斌自豪地【dì】说【shuō】。

现如【rú】今,已建成345平【píng】方【fāng】公里的光伏园区正为戈壁荒滩披【pī】上一件【jiàn】“防晒衣”。园【yuán】区内,平均风【fēng】速降低41.2%,20厘米深度【dù】土壤增湿32%。此外,园区工作【zuò】人员也【yě】有意识地播散草籽,种植乌柳、小叶白杨【yáng】、云杉【shān】等易【yì】存活还能防风治【zhì】沙的【de】绿植【zhí】,减少荒漠化土【tǔ】地面积达100平方公【gōng】里【lǐ】。

“水光互补”创造良好收益

光伏发电虽好【hǎo】,但存在间歇性、波动性和【hé】随机性较大【dà】的问题。“光伏发电【diàn】只在白天有效【xiào】,晚上出力为【wéi】零。万一【yī】遇上阴【yīn】雨天,它也无法保证达到用电高峰【fēng】期的用【yòng】电【diàn】功率。”黄【huáng】河水电公司海南分【fèn】公司【sī】生【shēng】产技术部副【fù】主任宦兴胜坦言。

为此,黄【huáng】河水电公司【sī】联【lián】手相关【guān】科研院所,研发出“水光互补”协调【diào】运行控制系统【tǒng】,将塔拉【lā】滩【tān】的光伏发电转【zhuǎn】换为安全稳定的优质电源【yuán】。

距离塔拉滩36公【gōng】里外,便是黄河穿越其间的【de】龙羊峡。只见峡谷两岸层岩嶙【lín】峋,巨大的河流【liú】落差下,蕴藏着【zhe】丰富的水【shuǐ】能【néng】资源,黄河上游第【dì】一【yī】座大型【xíng】梯级电站——龙羊【yáng】峡水【shuǐ】电站【zhàn】就坐落于【yú】此。

2015年【nián】,装机【jī】容量850兆【zhào】瓦【wǎ】的“水【shuǐ】光互补”光伏电【diàn】站在塔拉滩建成。一条【tiáo】330千伏电压等级【jí】的输电线【xiàn】连接着塔拉滩的【de】“光”与龙羊峡【xiá】的“水”,由此促成了全球规【guī】模最大的“水光互【hù】补”发电工程。

记者了【le】解到,光伏发电的“软【ruǎn】肋”是晚上不能发电,而水【shuǐ】电的“短腿”是存在丰枯水期变化。“水光【guāng】互补【bǔ】”技术【shù】恰恰可【kě】帮助这【zhè】两【liǎng】种清洁能源实现优势互补,取得【dé】“一加一大于二”的效【xiào】果。

究竟什么是“水光互补”技术呢?

简单讲,当太阳【yáng】光照强烈时【shí】,用光伏发电【diàn】,水电停【tíng】用或少发。当天气变化或【huò】夜晚来临时,用水力多发电【diàn】,以减【jiǎn】少天气变化【huà】对光伏发电【diàn】的影【yǐng】响,从而获得稳定可靠的电源。宦【huàn】兴胜解释【shì】说,这种方式将【jiāng】原本间【jiān】歇、随机、功率不稳【wěn】定的锯齿【chǐ】形光伏电【diàn】源,调整为均衡、优质、安全的【de】平滑稳定电源。

水电的确【què】可以【yǐ】弥补光伏发电的夜间缺失,但白天光伏多【duō】出力,是否又【yòu】会【huì】挤占【zhàn】水电的效益?

从近几【jǐ】年运行情况看,水电站送出线【xiàn】路的年利用【yòng】小【xiǎo】时数反而【ér】从原来的4621小时提高到5019小时,也就是【shì】说,水光“打捆”后【hòu】,“蛋糕”做得更大了。即便真的出现水电出力下降【jiàng】,若算【suàn】综【zōng】合效【xiào】益,仍然划算【suàn】。“例如,龙【lóng】羊峡水库目前【qián】发电的【de】重【chóng】要性只【zhī】排第四位【wèi】,排在前三位的是【shì】防洪【hóng】、防【fáng】凌和供水【shuǐ】。少发电【diàn】就意味着多蓄水,这对于缺【quē】水的西北地区尤为重要【yào】。”黄河水电公【gōng】司【sī】龙羊峡发电分公司总经理黄青刚说。

电站【zhàn】运【yùn】行效率的提【tí】高【gāo】,除了依托“水【shuǐ】光互补”技【jì】术,还借助运行维护。据了解,龙羊【yáng】峡“水光互补”光伏电站的【de】一个子阵,就有4000多块光伏组件,如果出现故【gù】障,仅通过人力核查,很难在短【duǎn】时【shí】间【jiān】内确【què】定故【gù】障点【diǎn】。如今电站通过“集中监控、大【dà】数据分析【xī】、远程诊断、实时维护”的智【zhì】能管理,可实现快速故障定位、缺【quē】陷智能处理等,年平【píng】均故障次数减少了【le】30%。

“‘水【shuǐ】光【guāng】互补’技术【shù】实现了水力【lì】发电【diàn】和光伏发电快速【sù】补偿,解决了光伏【fú】发电的弃光难题和安【ān】全并网【wǎng】问题,填补【bǔ】了国际大规【guī】模‘水【shuǐ】光互补’关【guān】键技【jì】术【shù】的空白,推动了清洁能源互补技术【shù】的发展。”黄河水电公司董事长【zhǎng】姚小【xiǎo】彦说,“水光互补”光伏【fú】电站【zhàn】一年可发电14.95亿【yì】千瓦【wǎ】时,相当于一年节约标准煤46.46万吨,创造了良好的【de】社会生态环境收益。

实证基地提供技术支撑

近年来,中【zhōng】国光【guāng】伏电站开发【fā】建设速度较快,但相关【guān】的【de】技术研究仍显不足,设备研发、标准制【zhì】定均【jun1】滞后于光伏【fú】电【diàn】站建设。

具体而言,一方【fāng】面,对于快速发展的【de】新【xīn】型【xíng】设【shè】备【bèi】,大多采【cǎi】用实验室分【fèn】析评估,缺乏户外实证测试分析手段;另【lìng】一方面,太阳能光【guāng】伏电【diàn】站关键【jiàn】设备在【zài】线运行检测、测量所需【xū】的仪器、方法【fǎ】、精度等与国际先进水【shuǐ】平差距较大。

“尤其是受设计理念【niàn】及设【shè】备制造水【shuǐ】平的【de】限制,我们【men】的数【shù】据对比【bǐ】分【fèn】析、实际运行性能的评【píng】估方法都很单【dān】一,很难对已建成【chéng】的光伏电站【zhàn】进行【háng】有效评估【gū】。”在接受记【jì】者【zhě】采访时,国家电【diàn】投光伏产业创新中心光储数字信息中心【xīn】主任崇锋介【jiè】绍道。

考虑【lǜ】到中国光伏产【chǎn】业发【fā】展【zhǎn】的现实需要,经过反复【fù】调研论证,2016年,海南州生态光伏园建【jiàn】起了全球【qiú】品种【zhǒng】最全【quán】、方案最多、样本分【fèn】析最权威的光伏发电户外检【jiǎn】测实证平台——百兆瓦【wǎ】太阳能发电实证基地。

王伦告【gào】诉记【jì】者,实证【zhèng】基地【dì】让【ràng】148种光伏主流技【jì】术及产【chǎn】品同台对比,共分为6个试验【yàn】对【duì】比区,选用展【zhǎn】示26种【zhǒng】组【zǔ】件、21种逆变器、17种支架等,囊括了国内外知名【míng】光伏制造商生产的产品【pǐn】,将诸多光伏设计【jì】理念、设计方案进行对【duì】比分析。

“哪个【gè】逆变器功【gōng】效好?什么类型的光伏板更【gèng】适合?这些问题【tí】,在实证基地【dì】全都有据可循,给后【hòu】续大规【guī】模光【guāng】伏电站【zhàn】建【jiàn】设【shè】提供了【le】丰富的数据实例,充分释放出光伏发电潜能。”崇锋对【duì】记者说,实证基地给出【chū】了上百种光伏技术和产品的对【duì】比数据,为我国【guó】光伏产业发展提供技【jì】术支撑【chēng】和坚强【qiáng】保障【zhàng】。

实证基【jī】地还设【shè】有【yǒu】2个主气象站【zhàn】及气象【xiàng】子站,为大容量光伏【fú】电站气象设【shè】计提供了基【jī】础数据和便【biàn】利的实验条件。同时,实证基地又【yòu】与西北工【gōng】业大学联【lián】合建立“西北旱区生【shēng】态水利国家重【chóng】点实验室青海分【fèn】实验室”,对高原【yuán】生【shēng】态系统重建的影响机制进行研究【jiū】。

谈及未来【lái】,崇【chóng】锋信【xìn】心满满:“我们将进一步集成创新资源,充分利用已有的实证基地【dì】能力条件,发挥综合评【píng】测【cè】与实【shí】证研究的【de】功能,将产学【xué】研用相【xiàng】结【jié】合,让实证基【jī】地成为【wéi】光伏产【chǎn】业的‘百科全书’。”

“光伏羊倌”见证能源惠民

曾经,漫漫黄沙,阻隔了希望【wàng】,如【rú】今,悠悠“蓝【lán】海【hǎi】”,带来了小【xiǎo】康。在一【yī】个个光伏板【bǎn】的“庇护”下,昔【xī】日【rì】荒滩变成【chéng】了草【cǎo】原牧场,如珍【zhēn】珠般散落的【de】羊儿在园区内游弋觅食,成为当地独特【tè】一【yī】景。

“原来这【zhè】里土地沙化【huà】严重,自从【cóng】光伏板【bǎn】一排【pái】排搭起来,风【fēng】沙不【bú】仅小了很多,草长起来也可以养羊了。”49岁的多苟杰,家在【zài】距离塔【tǎ】拉滩十【shí】多公里远的【de】铁盖乡,和【hé】大【dà】多数村【cūn】民一样,他【tā】平时【shí】基本【běn】靠放牧维持生计。

诚如【rú】多【duō】苟【gǒu】杰所言,有了光伏板的覆盖,地表蒸【zhēng】发量【liàng】大幅【fú】度【dù】减少,水分留住了,牧【mù】草也得以恢复生长。“数据表【biǎo】明,光伏板的铺设【shè】,减【jiǎn】少了【le】风对植被的影【yǐng】响,而且清洗光伏板的【de】水会下渗至【zhì】地表,这对草地有一定滋养作【zuò】用。”黄河水电公司【sī】海【hǎi】南分公司总【zǒng】经理朱明【míng】成说。

在光伏板的【de】遮蔽下【xià】,草【cǎo】长【zhǎng】起来了,但麻烦也随之而来【lái】——草杂乱无章的生长,遮挡住了光伏板,降低【dī】了【le】光伏【fú】板发电【diàn】的【de】转化率,并且冬天还【hái】存在火灾隐患。

“与其花钱雇人来割草,还不如让牧民来【lái】放羊。”朱明成告诉记者,为此【cǐ】,园【yuán】区邀请周【zhōu】边村民【mín】进【jìn】入【rù】光伏园养【yǎng】起“光伏羊”,形成良好的生态产业。“我们免费修【xiū】建了4座羊【yáng】圈,让‘光伏【fú】羊倌【guān】’零成【chéng】本【běn】干起‘老本【běn】行’。”

2015年,铁盖乡与黄【huáng】河【hé】水电公【gōng】司签【qiān】订协议,将哈汗土【tǔ】亥村、上合【hé】乐寺村和下合乐寺村总共16户养【yǎng】殖户【hù】的羊群放进了光【guāng】伏园。

为了让羊儿能够畅通无阻地【dì】食【shí】草,园区工【gōng】作人员开展了光伏支架型式【shì】的研【yán】究,将光伏组件的离地间【jiān】隙【xì】从原来的50厘米抬升至120厘米,拓宽了【le】羊【yáng】群的“绿【lǜ】色通【tōng】道”,实【shí】现【xiàn】了“板上发电【diàn】、板下牧羊”。

“生态【tài】好了,日【rì】子也就越来越好了,我们家还买了辆小汽车呢【ne】!”说起如今放羊最大的【de】不【bú】同【tóng】,多苟杰说:“羊吃得好【hǎo】,成活率也更高【gāo】了,现【xiàn】在我的羊群数量【liàng】比之前【qián】翻了一倍,年收【shōu】入增【zēng】加了【le】五六万元。”

事实上,周边村民【mín】除了在园区当“光伏羊【yáng】倌”,还能通过【guò】清洗光伏组件、割草、货【huò】物搬运等方式拓宽收【shōu】入【rù】渠道。

“我们在生态光伏园干一天能挣200块钱,工【gōng】资日结,从【cóng】不【bú】拖欠,一【yī】个月差不多能【néng】到【dào】手四五千【qiān】元【yuán】钱!”下合乐寺村村民程忠义从2014年就领着乡亲们在光伏园打工。长期【qī】与【yǔ】光【guāng】伏电站【zhàn】打交道,他对各【gè】处安排布置都是一清二楚【chǔ】,就连汇【huì】流箱、逆【nì】变器、升压站【zhàn】这些专业【yè】词汇【huì】,说起来也是头【tóu】头是道。

海南藏族自【zì】治州能源【yuán】局【jú】局长张【zhāng】振飞说,塔拉滩新能源产业【yè】发展过程中,探【tàn】索出“光伏+牧场”方【fāng】式【shì】,既减少了光伏【fú】企业成【chéng】本,也助【zhù】力农牧民增收,实【shí】现了【le】经济、环【huán】境效益的双赢【yíng】。“园【yuán】区里现在有【yǒu】近【jìn】2万只羊,一年差不多能卖200多万元,‘光伏羊’已经成为我们这里的新【xīn】名【míng】片。”