太阳能光伏发电技术在水利工程中的互补.pdf

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太阳能光伏发电技术在水利工程中的互

摘要:随着社会发展对资源的需求量逐渐加大,可再生资源的开发利用成为

必然趋势。作为最具开发价值的可再生能源,太阳能逐渐引起了人们的研究和利

用,太阳能光伏发电应运而生并在众多领域得到了发展。太阳能光伏发电具有安

全、可再生、清洁的特点,将太阳能光伏发电技术引入水利工程,能够实现节能

减排、兴利除害的多重效益。本文对太阳能光伏发电技术进行了介绍,分析了其

在水利工程中的应用,并提出了优化措施。

关键词:太阳能光伏发电技术;水利工程;应用

经济飞速发展的时代,资源消耗、生态破坏与社会进步之间的矛盾日益凸显,

“节能环保”成为世界各国的统一口号。地球资源是有限的,社会的建设和发展

又是不能停止的,因而,人们开始考虑减少对不可再生资源的开发利用,转而研

究新型可再生能源。可再生能源是经过人力改造可以被利用,并且取之无尽用之

不竭的资源,具有清洁、无污染的特点。太阳能是目前最理想的清洁能源,利用

太阳能进行光伏发电,不但可以保障供电正常,更能有效避免能耗,减轻环境负

荷。

一、太阳能光伏发电技术的应用现状

(一)太阳能光伏电池

第一,硅基电池。以晶硅电池为例,其中单晶硅电池的转换效率高、稳定性

强,但缺点是成本高;多晶硅电池虽然转换效率低,但依靠成本优势在市场上站

稳了脚跟。硅薄膜光伏发电,是硅基电池的重要发展方向,是将硅膜和其他材料

相结合制成太阳能电池,具有用材少、成本低、能耗低的特点。第二,化合物半

导体电池。相比于硅基电池,化合物半导体电池的成本明显降低,例如CIGS电

池、CdTe电池。该类化合物半导体的隙宽可以调节,和太阳能光谱相匹配,提高

转换效率。以CdTe电池为例,理论上的光电转换效率为30%,不仅价格低廉,而

且性能稳定,重金属含量较低。

(二)光伏发电系统

第一,独立光伏发电系统。该系统独立运行,不和电网连接,主要用于野外、

边远地区,功能类似于移动电源。具体应用中,系统在白天吸收太阳能,转化为

电能储存起来;夜间则释放电能,满足电能使用需求。值得注意的是,独立光伏

发电系统的缺点,是会受到气候、天气原因的影响,因此使用稳定性欠佳。第二,

并网光伏发电系统。该系统和电网连接在一起,能为公共电网提供电能资源。具

体应用中,该系统的电能容量大,电能转化后能直接储藏起来,相比于普通的太

阳能发电设备,构造更加简单,具有突出的经济性。结合实践,并网光伏发电系

统的光电转换效率高,主要用在人群密集地区。值得注意的是,光伏电池产生的

是直流电,需要利用设备转化为交流电,和公共电网的频率相同,然后才能送入

电网,保证供电安全性和稳定性。

二、水利工程引入太阳能光伏发电技术的益处

(一)适应季节性的用电需求

夏季水位较高时,水利工程采用节制性引水方式,泵站使用率较低,可以节

余大量电能;而冬天则需要频繁使用泵站进行引水,对电量的需求较大。使用太

阳能光伏发电就可以调整储备电能,满足季节性的不同需求。

(二)节约工程成本

大多数的水利工程都可以算作社会公益工程,在前期建设和后期管护过程中,

电费都是一笔不小的支出,使用太阳能光伏发电可以极大地节省电费,减少工程

损耗,降低工程成本。

(三)延长工程寿命

太阳能光伏板的使用寿命是比较长的,平均能达到二十五年至三十年不等,

尽管利润回报周期比较长,但是可以延长工程寿命,减少维护整修费用,有利于

长久性的价值回报。

(四)自身带有便利条件

水利工程建设大多选择较为偏僻的位置,周围没有密集的人群,也没有遮挡

物,且面积较大,采光较好,这些要素切实满足太阳能光伏发电对外部环境的要

求。

三、太阳能光伏发电技术在水利工程中的互补

(一)开展太阳能光伏电站与水利工程的联合建设

(1)在水库或水闸上安装太阳能光伏电站。在水库或水闸上安装太阳能光

伏电站是一种常见的联合建设方式。水库或水闸占地面积较大,且水域面积广阔,

可以通过在水面上或水库大坝上安装太阳能光伏电板,以最大限度地利用水库或

水闸的空间资源,同时也不会对水利工程的正常运行产生影响。(2)在水利工

程附近建设太阳能光伏电站。在水利工程附近建设太阳能光伏电站也是一种可行

的方式。比如,在水利工程周边的荒地上或者是未利用的山坡上,可以建设太阳

能光伏电站。这不仅可以利用水利工程附近的空地资源,同时也能够为水利工程

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