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新能源风电与光伏项目建设工程的融合发展模式探索

孔维明
  
大鑫媒体号
2024年28期
北票发电有限责任公司 辽宁省朝阳市北票市 122100

摘要:文章首先阐述了风电与光伏融合发展的互补性优势和经济性优势。随后提出了三种融合发展的模式:统筹规划、优化布局;技术创新、提升效率;政策引导、市场驱动。具体包括合理选址布局、利用先进发电与储能技术、建立智能电网系统,以及制定支持政策、完善市场机制、创新商业模式等,以期为相关部门和企业在新能源项目规划、建设和运营方面提供参考。

关键词:新能源;风电;光伏;融合发展

引言:当前,全球气候变化和环境污染问题日益严峻,可再生清洁能源的开发利用成为应对之策。风电和光伏作为主要的新能源,因其洁净、可再生等特点,在全球能源转型中扮演重要角色。然而,风电和光伏都存在自身的局限性,单一发展难以完全满足电力需求。因此,实现风电与光伏的融合发展,发挥两者互补优势,进一步提高清洁能源利用效率和经济效益,具有重要的理论和现实意义。

一、风电与光伏融合发展的优势

(一)互补性优势

风电与光伏融合发展的互补性优势主要体现在资源利用、发电稳定性和电网适应性等方面。首先,风电和光伏在资源利用上具有显著的时间和空间互补性[1]。风电资源在夜间和冬季较为丰富,而光伏资源则在白天和夏季表现突出。这种时间上的互补性使得两者可以在不同的时间段内最大化地利用自然资源,从而提高整体能源系统的利用效率。其次,风电和光伏的发电特性具有互补性。风电发电量受风速变化影响较大,具有较强的波动性,而光伏发电则受太阳辐射强度影响,波动性相对较小。通过将两者结合,可以有效平滑发电曲线,减少单一能源波动对电网的冲击,提高电力系统的稳定性和可靠性。此外,风电和光伏的地理分布也具有互补性。风电场通常位于风资源丰富的高山、海岸等地,而光伏电站则多建设在阳光充足的平原、荒漠等地区。通过合理布局,可以实现资源的最优配置,减少土地资源的浪费,提升整体能源系统的效率。在电网适应性方面,风电和光伏的互补性也表现得尤为明显。风电和光伏的发电特性不同,结合使用可以有效降低对电网的冲击,减少电网调峰压力,提升电网的适应能力和运行效率。通过智能调度和储能技术的应用,可以进一步优化风电和光伏的互补性,实现能源系统的高效、稳定运行。

(二)经济性优势

风电与光伏融合发展的经济性优势主要体现在成本降低、投资回报和市场竞争力等方面。首先,风电和光伏的融合发展可以显著降低整体发电成本。随着技术进步和规模效应的提升,风电和光伏的单位发电成本逐年下降。通过融合发展,可以共享基础设施、运维资源和管理系统,从而进一步降低项目的建设和运营成本。其次,风电和光伏的融合发展可以提高投资回报率。由于两者在时间和空间上的互补性,可以实现更高的发电利用小时数,提升发电量和收益。同时,融合发展还可以分散投资风险,减少单一能源项目的市场波动对投资回报的影响。通过多元化的能源组合,可以实现更稳定的现金流和更高的投资回报[2]。此外,风电和光伏的融合发展还可以增强市场竞争力。随着全球能源转型的加速,清洁能源市场竞争日益激烈。风电和光伏的融合发展可以提供更具竞争力的电力产品,满足市场对高效、稳定、低成本电力的需求。通过技术创新和商业模式的优化,可以进一步提升市场占有率和竞争优势。

二、新能源风电与光伏项目建设工程的融合发展模式

(一)统筹规划,优化布局

首先,统筹规划是实现资源高效利用的关键。通过综合评估风能和太阳能资源的分布特征,可以确定最佳的项目选址和规模。利用大数据和地理信息系统(GIS)技术,可以精确分析不同区域的风速、日照强度、地形地貌等因素,从而制定科学合理的规划方案。其次,优化布局是提升项目整体效益的重要手段。风电和光伏项目的布局应充分考虑两者的互补性,合理配置发电设施,最大化利用自然资源。例如,在风资源丰富但日照较弱的地区,可以优先发展风电项目;而在日照充足但风速较低的地区,则应重点发展光伏项目。在一些资源条件均衡的区域,可以通过混合布局,实现风电和光伏的协同发电,提升整体发电效率。此外,统筹规划和优化布局还应考虑电网接入和输电能力。风电和光伏项目的集中布局可能会对电网造成较大压力,因此需要提前规划电网的扩容和改造,确保电力输送的稳定性和安全性。通过智能电网技术的应用,可以实现风电和光伏发电的实时监控和调度,优化电力输送路径,减少输电损耗。在统筹规划和优化布局过程中,还应注重环境保护和社会效益。风电和光伏项目的建设应避免对生态环境的破坏,合理利用土地资源,减少对当地居民生活的影响。

(二)技术创新,提升效率

首先,先进的发电技术是提升效率的关键。风电方面,采用新型高效风力发电机组和智能控制系统,可以显著提高风能转换效率,减少风速波动对发电量的影响。光伏方面,应用高效光伏组件和跟踪系统,可以最大化利用太阳能资源,提升光电转换效率。其次,储能技术的创新是实现风电与光伏协同发电的重要手段。由于风电和光伏发电具有间歇性和波动性,储能系统可以在电力需求低谷时储存多余电能,在需求高峰时释放,平衡电力供需,提升电力系统的稳定性和可靠性。新型储能技术如锂电池、钠硫电池和飞轮储能等,具有高能量密度、长寿命和快速响应等优点,为风电与光伏的融合发展提供了有力支撑。此外,智能电网技术的应用是提升风电与光伏项目效率的重要途径。通过智能电网,可以实现风电和光伏发电的实时监控和智能调度,优化电力输送路径,减少输电损耗。智能电网还可以与储能系统和电动汽车等进行联动,构建灵活高效的能源互联网,实现能源的高效利用和智能管理。在技术创新过程中,还应注重多能互补和综合能源系统的建设。通过将风电、光伏与其他可再生能源如水电、地热能等进行有机结合,可以实现多能互补,提升整体能源系统的效率和稳定性。综合能源系统不仅可以提供电力,还可以提供热能、冷能等多种能源服务,满足多样化的能源需求。

(三)政策引导,市场驱动

首先,政府政策的支持是推动新能源项目发展的关键。应制定和实施一系列支持风电和光伏发展的政策措施,如财政补贴、税收优惠、绿色金融等,降低项目建设和运营成本,提升经济效益。同时,政府应加强对新能源项目的规划和监管,确保项目的科学合理布局和可持续发展。其次,市场机制的完善是实现风电与光伏项目融合发展的重要手段。通过建立和完善电力市场机制,可以促进风电和光伏发电的市场化交易,提升市场竞争力。电力市场应包括现货市场、期货市场和辅助服务市场等多层次市场体系,提供多样化的交易产品和服务,满足不同市场主体的需求。通过市场机制的引导,可以实现资源的最优配置,提升整体能源系统的效率和效益。此外,政策引导和市场驱动还应注重创新商业模式的探索和应用。通过创新商业模式,可以激发市场活力,推动风电和光伏项目的快速发展。例如,能源互联网、分布式能源、能源服务公司(ESCO)等新型商业模式,可以实现能源的高效利用和智能管理,提升项目的经济效益和社会效益。政府应鼓励和支持企业在商业模式创新方面的探索和实践,提供政策和资金支持,推动新型商业模式的推广应用。

三、结束语

综上所述,统筹规划、技术创新和政策市场并举,是推动新能源风电与光伏项目融合发展的有效途径。科学的规划布局、先进的发电储能技术以及完善的政策市场机制,将进一步释放风电与光伏的协同效应,提升整体能源系统的效率、稳定性和经济效益。未来,还需加强跨学科和产学研结合,深入探索风光储输送等环节的集成创新,构建高效、智能、绿色的现代能源系统,为实现碳达峰碳中和贡献力量。

参考文献:

[1]赵年春.风电,光伏发展趋势研究[J].建筑工程技术与设计, 2018.

[2]王祖明,王祖敏,王文蔚.风电与光伏发电的天然互补性及其在不同地区,不同时区的互补性[C]//以供给侧结构性改革引领能源转型与创新——第十三届长三角能源论坛.[2024-06-13].

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