光伏發(fā)電的三大缺點(diǎn),成本高,能量密度低,和發(fā)電的間歇性。本文討論一下光伏發(fā)電的間歇性。 發(fā)電的間歇性也是一個電力專業(yè)的用語,指的就是發(fā)電的不穩(wěn)定性。也就是說,光伏發(fā)出的的電量是忽大忽小的,甚至有時還完全沒有,如夜晚。 與能量密度低這個弱點(diǎn)一
光伏發(fā)電的三大缺點(diǎn),成本高,能量密度低,和發(fā)電的間歇性。本文討論一下光伏發(fā)電的間歇性。
發(fā)電的間歇性也是一個電力專業(yè)的用語,指的就是發(fā)電的不穩(wěn)定性。也就是說,光伏發(fā)出的的電量是忽大忽小的,甚至有時還完全沒有,如夜晚。
與能量密度低這個弱點(diǎn)一樣,光伏發(fā)電的間歇性也不是由于光伏器件或發(fā)電系統(tǒng)自身的原因造成的,而是由于照在光伏面板上的陽光本身就間歇性的。也就是說,光伏的間歇性是源于天氣(如日照、風(fēng)力)的不穩(wěn)定。
白天與黑夜的區(qū)別自不用說了。就算是白天,隨意飄來一朵白云,遮擋了陽光,光伏板的功率就會瞬間下降70%以上。
由于光伏電站的能量輸出方式是電力,而電力供應(yīng)最大的要求就是穩(wěn)定及可靠性。因此,間歇性絕對是個不可容忍的缺點(diǎn);任何一個用戶或負(fù)載都不能容忍自己的供電是忽大忽小的。
但目前,我國和世界上安裝了那么多的光伏電站,不是也都在使用、也都沒有什么問題呢?這是因?yàn)椋壳,無論是地面電站還是分布式屋頂電站,都是與骨干電網(wǎng)并聯(lián)的。在光伏電站發(fā)電的時候,用戶使用光伏電站的電,而光伏發(fā)電不足或不發(fā)的時候,則由電網(wǎng)補(bǔ)充。也就是說,目前的光伏電站,完全依賴主干電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
那么,是否只要光伏發(fā)電與骨干電網(wǎng)并網(wǎng)了,間歇性就不再成為弱點(diǎn)了呢?未必。
這里,我們先引用上海電力公司一位負(fù)責(zé)人在2010年說的話,“如果把電網(wǎng)的容量比作一個游泳池,現(xiàn)在的光伏發(fā)電的容量好比一杯水。一個游泳池多一杯水、少一杯水,對池子的水位不會有什么影響!边@就是為什么光伏電站現(xiàn)在大量地安裝,卻沒有被間歇性所影響的原因。
但是,當(dāng)光伏發(fā)電的容量逐步增大時,情況會發(fā)生變化。目前,我國光伏發(fā)電占我國電網(wǎng)的總?cè)萘坎坏?%。這已經(jīng)有些像一個泳池和一桶水的比較了。如果這個桶越來越大,達(dá)到和泳池相同的數(shù)量級,哪怕只有1/3個泳池大,那么,一桶水倒進(jìn)去,泳池的水就要溢出了。
會發(fā)生這種情況嗎?2008年5月,正是全球光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第一個高峰期。我到北京開一個新能源峰會,遇到了剛從三峽總公司退休的周鳳起老先生。他見我是從事光伏的,就把我叫到旁邊,說要向我請教一個問題,我受寵若驚,連稱不敢當(dāng)。
原來,會上某光伏公司宣稱,要用光伏電站在甘肅省“再造三個三峽”,周鳳起先生說,“這個口號我聽了有些不理解。我們?nèi)龒{,光主壩的發(fā)電能力就是1700萬千瓦,三個三峽,就是五千萬千瓦。甘肅才多大的地方,就算他們用光伏發(fā)電實(shí)現(xiàn)了五千萬千瓦的發(fā)電,這些電去哪里?如果突然陰天,這五千萬千瓦的電力缺口,又從哪里調(diào)度?”
他說,電網(wǎng)瞬間的大容量波動會給電網(wǎng)造成較大的沖擊。我國的電網(wǎng)設(shè)計(jì)容許的波動,通常不超過15%,這也意味著如果某地新能源發(fā)電的容量在當(dāng)?shù)厮㈦娋W(wǎng)容量中所占的份額超過這個比例,那么,發(fā)電量的不穩(wěn)定有可能造成電網(wǎng)的崩潰。
那天,和周老先生探討了很長時間。那天的探討,在我腦海中促成了一個重要概念的形成。
我國現(xiàn)在制定的2020年的光伏發(fā)電的容量目標(biāo)是100GW,也就是1億千瓦。而屆時的風(fēng)電目標(biāo)是200GW,也就是2億千瓦。估計(jì)2020年我國的電力總?cè)萘繒_(dá)到15億千瓦,因此,風(fēng)光兩種新能源的容量合計(jì)將占到電力總?cè)萘康?0%,全面超過了15%的容忍上限。而且,隨著氣候變化的威脅加大,和傳統(tǒng)化石能源的儲量越來越少,火力發(fā)電的絕對數(shù)量也會下降,因此,這個比例在后期會急劇升高。
因此,風(fēng)電和光伏等與生俱來的間歇性,從電力供應(yīng)的角度來說,這是一個很大的弊端。并網(wǎng)只能解決小容量的間歇性。隨著光伏和風(fēng)力發(fā)電的規(guī)模的增加,通過并網(wǎng)就不能解決這個問題,還會給電網(wǎng)帶來重大不良影響。這是光伏風(fēng)力等新能源必須要考慮的問題。