今年5月，國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知》，為各個(gè)風(fēng)電、光伏項(xiàng)目的開(kāi)工建設(shè)提供了要求、指引和保障。

風(fēng)力和光伏如何轉(zhuǎn)化為電力？風(fēng)力發(fā)電站和光伏發(fā)電站的選址有哪些需求？新能源發(fā)電方式未來(lái)會(huì)如何發(fā)展？

兩種發(fā)電原理

風(fēng)力發(fā)電將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再由機(jī)械能轉(zhuǎn)化成為電能。一般風(fēng)力發(fā)電所使用的大風(fēng)車安裝三個(gè)葉輪。風(fēng)吹動(dòng)葉輪后，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，最終通過(guò)升壓系統(tǒng)將電能送到電網(wǎng)，為公眾所用。

光伏發(fā)電站則是利用太陽(yáng)能電池板收集太陽(yáng)能，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電主要是利用“光生伏打效應(yīng)”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，“光生伏打效應(yīng)”指物體由于吸收光子而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。當(dāng)物體受到光照后，物體內(nèi)電荷的分布狀態(tài)將發(fā)生變化，從而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)和電能。在光伏發(fā)電站，太陽(yáng)能電池板受到太陽(yáng)光的照射后，光伏電池里的PN結(jié)（采用不同的摻雜工藝，通過(guò)擴(kuò)散作用，將P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體制作在同一塊半導(dǎo)體基片上，在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)）產(chǎn)生了電子之間的流動(dòng)，流動(dòng)的電荷被收集起來(lái)后就產(chǎn)生了電力。

無(wú)論是風(fēng)力發(fā)電還是光伏發(fā)電，這兩種發(fā)電方式都存在波動(dòng)性。風(fēng)力發(fā)電會(huì)受到風(fēng)力、風(fēng)速等因素的影響；而光伏發(fā)電站在夜晚不能工作，缺失太陽(yáng)光照射，無(wú)法產(chǎn)生光伏效應(yīng)。有人因此認(rèn)為風(fēng)電和光伏發(fā)電是“垃圾電”。

雖然二者皆有自身的弱勢(shì)，但三峽集團(tuán)福建公司副總經(jīng)理劉建平并不認(rèn)可風(fēng)電和光伏發(fā)電為“垃圾電”這一說(shuō)法。他表示，相較于傳統(tǒng)發(fā)電方式，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電更為環(huán)保，并且我們可以為風(fēng)力發(fā)電站和光伏發(fā)電站配備儲(chǔ)能設(shè)施，讓新能源發(fā)電方式更為穩(wěn)定。

如何選址

第一，堅(jiān)持環(huán)保原則，選址需要避開(kāi)自然保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)地、農(nóng)田、林地等地方。

第二，選擇風(fēng)資源、光照資源豐富的地方。風(fēng)力發(fā)電站既要避開(kāi)風(fēng)力過(guò)小的地區(qū)，也要避開(kāi)風(fēng)力過(guò)大的地區(qū)。風(fēng)力過(guò)小無(wú)法帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，只有風(fēng)速達(dá)到3米/秒才能帶動(dòng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。但風(fēng)力過(guò)大將使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高，熱失控有可能會(huì)釀成火災(zāi)事故。

第三，風(fēng)力發(fā)電站和光伏發(fā)電站的選址對(duì)地勢(shì)也有一定的要求。風(fēng)力發(fā)電站最好處于風(fēng)口位置或海上。海平面較為平坦且海面摩擦系數(shù)小，風(fēng)力較大。光伏發(fā)電站也需選址在施工條件較好的地勢(shì)平坦地區(qū)，方便大面積鋪設(shè)光伏電池板。我國(guó)的光伏發(fā)電站多建于西北地區(qū)，就是看中西北部分地區(qū)地勢(shì)平坦，沒(méi)有高樓大廈等建筑物的遮擋，光伏電池板能夠充分吸收太陽(yáng)光。

與風(fēng)力發(fā)電站不同，光伏發(fā)電站目前不會(huì)大規(guī)模建于海上。海上風(fēng)浪大，光伏發(fā)電站的抗風(fēng)浪和抗腐蝕能力還需進(jìn)一步提升。但劉建平表示，目前國(guó)內(nèi)有不少?gòu)S家在研究漂浮式海上光伏發(fā)電站。

我國(guó)沿海地區(qū)工廠多、用電量大，海上光伏發(fā)電站的發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

未來(lái)可期

我國(guó)的新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)相對(duì)歐美國(guó)家起步較晚。在我國(guó)新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，引進(jìn)了許多歐美的先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品；經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)完成新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品體系的自主構(gòu)建。我國(guó)新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)將來(lái)需朝著成本更低、高智能、高轉(zhuǎn)化率方向發(fā)展。

未來(lái)，新能源發(fā)電方式將占據(jù)我國(guó)發(fā)電方式的主體地位。劉建平表示，我國(guó)正大力發(fā)展新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)，裝機(jī)增長(zhǎng)速度快。今年9月底，風(fēng)電裝機(jī)同比增長(zhǎng)32.8%，光伏發(fā)電的裝機(jī)同比增長(zhǎng)24.6%。后續(xù)將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大風(fēng)電和光伏的裝機(jī)，預(yù)計(jì)在2030年實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的主體地位，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)而努力。

雖然新能源發(fā)電領(lǐng)域目前依舊以風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電為主，但我國(guó)也在研究潮流能發(fā)電、氫能發(fā)電、地?zé)崮馨l(fā)電等其他新能源發(fā)電方式。劉建平表示，期待未來(lái)能夠有越來(lái)越多的清潔能源并入電網(wǎng)。