太阳能水力联合能源发电模式研究

黄鹏 白帆 王学峰

摘 要：随着社会的逐渐发展，不仅是我国，整个国际上对于能源消耗的问题都很重视，所以说，对一些环境污染小的可再生资源的利用成为了一个新的趋势，太阳能与水电站的结合，不能说是完美，至少可以解决现如今大规模发展太阳能发电模式中出现的土地资源稀缺问题，如果能将太阳能与水电站有效地结合起来，就可以有效的利用同一输电线路进行输送，可以安全的供电，还可以节约资金。

关键词：太阳能；水力；联合

现行的水力发电模式，气候对其影响很大，遇到干旱年份，降水量稀少的季节，几乎不能发电，这对电量的总体输出造成了很大的困扰。所以说将太阳能相应的加入到单一的水力发电模式中去，是很有必要的。要根据地理环境和气候因素，利用太阳能和水力资源各自的时效性，将其优势发挥到极致，通过合理有效的控制，做到太阳能和水力发电装置联合发电，再通过同一个输出线路向大众供电，可以解决两者在单一模式中所出现的问题。还可以有效地利用可再生能源，降低对环境造成的污染。

1 技术支持

单一模式运行的水力发电站每年可以运行2500-6000h，它可以连续进行发电，但是受季节因素影响很大，在枯水期到来的时候，因为水量稀少不能支撑连续的发电工程，就造成电量的不稳定，对整个电网的安全运行都是一个很大的考验。而单一模式的太阳能发电站，每年运行1100-1500h，同样的，发电的效率也受季节的影响，除此之外，还有昼夜交替以及气象条件的因素影响。而太阳能发电装置占地面积庞大也是一个大问题，再加上光照能量转换率低，不能连续发电，同样影响到电网供电的安全性以及稳定性。

结合这两者的优缺点以及特性，可以考虑将太阳能发电装置安放在大型水库的水面，通过对二者的集中控制，使用同一线路供电。新建太阳能水力的联合发电站。

1.1 技术方案

为了能够在水电站的蓄水库水面上安置太阳能的发电装置，要将众多的太阳能发电装置发出的直流电合理集中地转化为交流电，接着采用太阳能变压器经过电量表，将出口母线并入其中，然后将水轮发电机组和太阳能发电装置分别设置电量表分别进行计量，最后经过主变压器将其送入电网。实现联合发电，同一路线输出向电网供电的设想。

1.2 调度分配

充分考虑到两种发电模式所受制约的不同，可以集中统一的对两种模式进行调度安排。例如，在阳光充沛且蓄水量充足时，可以考虑两种模式齐头并进，水轮发电机组可以考虑投入AGC装置，满足电网调峰调频的要求。在枯水季节，则必须优先考虑太阳能发电装置，以免水量不足而影响电网供给的稳定，水轮发电机组则停止运行进行蓄水。当阳光照射不够充足时，就考虑水轮机组运行以免发生故障。总之，两者可以共存兼备，彼此保障，共同维护电网的供电需求。

2 联合发电模式的特点

2.1 联合

太阳能水力联合发电模式可以将太阳能发电装置建在水电站蓄水库水面上，并且将二者联合调度发电。

2.2 安全统一

采取集中控制的方式手段，对两者进行集中的控制模式，而后再采用统一的输出线路向电网供给电量。利用各自不同的特性，使得联合发电站电量稳定。

3 经济效益

3.1 输出线路

与传统模式不同的是，联合发电模式通过一定的技术手段的支持，将两种不同发电模式采用同一输电线路进行输送，输电线路的统一避免了建设太阳能发电站的输电线路再造问题，对输电线路再造的经济成本也是不容小觑的，这一举措显然从根本上避免了此项开支，为整个输电工程节约了经济成本，包括人力资源的节约。

3.2 减排

很显然，太阳能以及水能都属于清洁能源，太阳能更是兼备着可再生能源的身份，这两种能源的利用，对环境造成的压力是较为轻微的，而对两者的联合使用，可以很大程度的增加发电量，更进一步的满足使用者的要求，这样还可以避免一些地区对化石燃料的过分依赖，均采用电能，减少化石燃料的燃烧，不仅仅是能源的节约，更重要的是對环境的保护，减少了二氧化碳的排放量，对于全球的环境问题，都有很多帮助，也响应了全球低碳生活的号召，可谓一举多得。

3.3 人力资源成本降低

对两者的联合使用，无疑会缩减一大部分的人力资源消耗，若对两种发电模式分别建站，无疑要聘请从资源利用到发电过程最后到电路的输出，需要两组专业人员对发电过程进行操作看护，而将二者合二为一以后，只需要一组专业人员对整体过程进行整体的调度，尤其是输电线路的统一合用，在整个发电过程中无疑可以减少人员损耗，节省人员聘用的开支，对整个供电系统无疑也是一种最大化的成本节约。

4 发展前景

对我国的地理环境以及气候因素进行分析，不难发现，一些较为干旱，水力资源稀缺的地带往往日照时间长，光照强度大，这种先天的自然条件决定了水力发电不能很好地满足发电以及供电的需求，针对这样的地区，采用两者联合的模式无疑是再合适不过的了，一方面降低了水力资源的负担，避免因为发电对本就稀缺的水力资源造成二次伤害，另一方面，对高强度的太阳光进行有效合理的利用，利用自然地馈赠，弥补先天的不足，通过人为的以及科学的力量创造出优越的生存环境。对于其他水源充沛的地区也是一样，加大对可再生能源的利用，节约水资源也是利国利民的好事，也是我国可持续发展理论的中心思想。所以说，积极的开发探索太阳能与水力联合发电的模式，是我国经济发展的需要，更是我国生态文明建设的必需。

5 结束语

太阳能的利用在我们的生活中已经不再新鲜，但是将其加入到水力发电技术中进行联合利用是一个全新的思路，对于此项思路探索以及实施，还是一个浩大的工程，我们所列举出的包括技术手段的支持，经济成本的节约，发展前景的分析，仅仅是存在与理想状态下的一些设想以及推测，具体在实施过程中所会遇到的问题还会有很多很多，需要在具体的情况以及场景中再分析解决方案。这些都不是最重要的，因为作为一项利国利民的工程，利远远大于弊的结构构思，它在以后具体的发展道路上一定是坎坷而又平坦的。

太阳能与水力联合发电的模式，无论在资源的节约还是环境的保护这两项大的可持续发展战略上都有所体现，发展前景毋庸置疑，是一种具有取代性的改革。

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