近年來,我國新能源發電裝機容量和發電量持續保持快速增長,對新能源的利用形式也有多種方式,新能源發展前景良好。中央一號文件也明確指出,十二五期間要健全節能減排激勵約束機制,優化能源結構,合理控制能源消費總量。針對這項政策要求,大力發展風能、太陽能等新能源形式,實現可再生能源代替石油、天然氣等不可再生資源利用。
電力系統國家重點實驗室深圳研究室副主任、清華大學教授、天源新能源總工程師徐政
在新能源中,光伏發電和風力發電發展最快,世界各國都把太陽能光伏發電開發利用作為未來重要發展方向。根據歐洲JRC 的預測,到2030年太陽能發電將在世界電力供應中顯現其重要作用,達到10%以上。在我國光伏電力具有明顯發展優勢,76%的國土光照充沛,光能資源分布較為均勻;與其它能源類型相比,光伏電力無任何排放,應用技術成熟,系統安全可靠。
近年來,我國先后實施了“光明工程”、“送電到鄉工程”、“太陽能光電建筑應用”以及“金太陽示范工程”等國家計劃,光伏市場在政府的推動下有了較快發展。前不久,國務院出臺《關于促進光伏產業健康發展的若干意見》,提出2013到2015年,年均新增光伏發電裝機容量10GW左右,到2015年光伏總裝機容量達到35GW,其中分布式光伏發電裝機容量達到20GW。
“新能源電力發展包含眾多類型,太陽能和風能分布廣泛,儲量大,相關技術也最成熟,行業也最具規模化,所以它是新能源發展的主戰場。”天源新能源公司總工程師、電力系統國家重點實驗室深圳研究室副主任、清華大學副教授徐政在第六屆中國(無錫)國際新能源大會上,作“新能源電力應用與能源結構調整”專題報告時如是說。無獨有偶,早期行業專家也曾發表“光伏發電是中國新能源發展的光明前景”這一觀點。
然而,太陽能、風能等新能源發電雖為今后發展趨勢,但目前這一行業也面臨諸多困難。根據與會業內人士分析,盡管我國光伏電力發展潛力巨大,但也存在很多基本挑戰,共識之一便是成本高成為最大瓶頸,在場專家紛紛表示,應大力推動新能源產業的科技發展,盡快降低新能源成本。
天源新能源努力踐行發展新能源產業的科技進步。在新能源發展趨勢下,天源新能源于2001年在清華大學深圳研究生院設立了研究基地和光伏揚水技術重點實驗室。公司總工程師徐政博士帶領天源清華大學研發團隊率先研制了0.4~55kW全系列光伏揚水系統和光伏水泵等一系列光伏水利配套產品。將太陽電池陣列發出的直流電轉換為交流電,驅動系統水泵運行,系統可根據日照強度的變化實時調節輸出頻率,實現最大功率點跟蹤,最大限度地利用太陽能資源。為滿足不同環境需求,研制出光伏揚水系列單機、多機多款系統,這些優化設計是在滿足揚程和流量要求的前提下,盡可能減少太陽電池組件的使用量。在大力推動新能源產業及其科技應用的同時,切實從源頭上降低新能源成本,正好契合并有效解決了徐博士在報告中所指出新能源發展成本高是最大發展瓶頸這一難題。
新能源在農業生產應用中,尤以太陽能技術在農業水利方面應用優勢突出。以天源Solartech光伏提水系統在云南省玉溪市新平縣新化村項目為例,新化村在2012年下半年,全市降雨量異常偏少,總降水量與往年同期相比偏少77%。因無有效降水,到2013年1月土壤已呈現中度干旱,庫塘蓄水嚴重不足,農作物受旱范圍持續擴大,干旱對春耕生產造成嚴重影響,因干旱造成超過5萬人和近3萬頭牲畜飲水困難。針對出現的旱情,當地防汛抗旱指揮部、水利局高度關注,督促各縣區主動應對。結合園區實際情況,新化村相關負責人選用天源Solartech PSA7500光伏提水抗旱系統,揚程45米,日出水量150-200m3 ,項目建設完成后,為全村水稻、玉米等農作物灌溉和人畜飲水提供了保障。系統無需建設電網和人工費用,大大減少了投資者的投入。此外,系統對環境無污染,形成了既節能又環保的雙贏局面。系統年均可節省電25229千瓦時,在其25年的使用期限內,可節省標準煤237.2噸、減排二氧化碳104.3噸、二氧化硫4.7噸、煙塵3.6噸、灰渣61.7噸。在實現資源循環利用的同時也取得了良好的經濟、社會效益。
農田水利建設作為發展現代農業的著力點,作為農村基礎設施建設的重點任務,作為保障糧食和農產品供給安全的基礎工程,得到了全國各地政府的高度重視。在農業現代化建設利好情況下,光伏水利產業發展前景廣闊。光伏水利事業是農業現代化建設進程中的攻艱力量和最有力組成部分,各地加大力度推進高標準農田建設,發展現代化農業,提升農業綜合生產能力,造福廣大農民群眾。
“也許很多人對光伏提水這個應用領域認識程度并不高,我們把它提升到光伏水利層面上來說,若對我國1%的旱地面積采用光伏水利系統,實現每年每畝250噸的灌溉,國內市場總量將達到400GW。”徐政博士在會上表示。
光伏水利在我國荒漠治理方面也發揮著巨大作用。我國荒漠總面積約為130萬km2,在這些無電地區,通過建立光伏電站發電,實現荒漠作物的提水灌溉。充足的水資源供給還改善了荒漠作物結構,治沙女英雄牛玉琴治理的毛烏素沙漠就是很好的例子,治沙基地使用Solartech光伏揚水系統,在防沙治沙同時還種植了玉米、大豆等各類經濟作物。
太陽能光伏提水系統在農業抗旱、海水淡化等領域也能發揮重要作用。采用反滲透膜的光伏海水淡化給邊防小島淡水供應提供了有效解決途徑。太陽能光伏技術還有一些其它特殊用途,諸如太陽樹、光伏噴泉、城市水景等等,造型新穎美觀,與城市、小區環境保持協調。
天源在清華大學深圳研究院內太陽能光伏樹景觀