展開黃河上游的地圖，古人“九曲黃河萬里沙，浪淘風簸自天涯”的感嘆躍然紙上。如今，在黃河上游水電開發(fā)有限責任公司，10余座水電站、逾千萬千瓦水電裝機依河而生。在這里，借助洶涌水勢帶來的源源電流，一度被認為缺乏可靠性的光伏發(fā)電正在迎來新的生機。

 

水光互補 穩(wěn)定清潔

 

“不穩(wěn)定是大家一直以來對光伏發(fā)電的擔憂。的確，間歇性、波動性、隨機性等因素在光伏發(fā)電的過程中是客觀存在的。但公司擁有這么多穩(wěn)定的水電資源，二者能否形成互補呢？” 談起“水光互補”的初衷，國家電投黃河水電海南新能源發(fā)電部副總經(jīng)理劉啟棟滔滔不絕，“所謂水光互補，就是陽光強時，用光伏發(fā)電，水電停用或者少發(fā)。出現(xiàn)天氣變化或夜晚，就通過電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)水力發(fā)電。”

 

劉啟棟介紹，龍羊峽水電站共有4臺單機容量為320兆瓦的水輪發(fā)電機組，總裝機容量1280兆瓦，正常蓄水位2600米，庫容為247億立方米，調(diào)節(jié)庫容為193.5億立方米，是調(diào)節(jié)性能優(yōu)良的多年調(diào)節(jié)水庫，也是能夠實現(xiàn)“水光互補”的關鍵。“水光互補電站作為龍羊峽水電站的‘編外機組’，通過水輪機組的快速調(diào)節(jié)，將功率不穩(wěn)定的光伏電源，調(diào)整成更加友好的穩(wěn)定電源，以兩個電源組合的電量，利用龍羊峽水電站的送出通道送入電網(wǎng)。”

 

 

2013年3月，龍羊峽水光互補項目一期32萬千瓦光伏電站建設啟動。2015年6月，兩期共85萬千瓦的龍羊峽水光互補光伏電站全部并網(wǎng)發(fā)電。逾兩年時間，“水光互補”夢想成真。

 

驅車近三小時，記者從西寧市區(qū)來到了黃河公司位于青海省海南州共和縣塔拉灘上的85萬千瓦龍羊峽水光互補光伏電站。工作人員告訴記者，水光互補電站的位置正處龍羊峽水電站水庫左岸，直線距離約36公里。“電站建設之初，人們普遍擔心龍羊峽水電站的調(diào)峰調(diào)頻性能會因此受到影響，但通過運行數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)，龍羊峽水電站送出線路年利用小時可由原來運行的4621小時提高到了5019小時。”工作人員笑稱，“水光互補”體現(xiàn)在電源穩(wěn)定性上，更體現(xiàn)在經(jīng)濟效益的攀升上。

 

龍羊峽850兆瓦水光互補光伏電站。

 

不僅僅是經(jīng)濟效益，在社會生態(tài)環(huán)境效益上，龍羊峽水光互補光伏電站一年可發(fā)電14.94億千瓦時，對應到火力發(fā)電相當于一年節(jié)約標煤49.3萬噸，減少二氧化碳排放約123.2萬噸，二氧化硫約419.1萬噸，氮氧化合物364.87萬噸。

 

劉啟棟介紹，目前，龍羊峽水光互補項目是全球當期建設規(guī)模最大的水光互補并網(wǎng)光伏電站，技術應用也屬首例，但項目的相關研究和實踐都證明，水光互補技術對水電站調(diào)節(jié)庫容的要求并不高，具有一定庫容的水電站均可配置，具有廣泛的推廣價值。“以1萬千瓦的光伏電站計算，100米壩高、耗水率3立方米/千瓦時的水電站即可匹配，水電站所需日調(diào)節(jié)庫容量約為13.15萬立方米；如果是20米壩高、耗水率20立方米/千瓦時的水電站，日調(diào)節(jié)庫容量就要在87.67萬立方米。”

 

建立光伏行業(yè)“百科全書”

 

沿著水光互補電站一路前行，在整齊綿延的電站遠處，記者隱約看到一片高低不一、上下錯落的電站。

 

“這里有23種電池組件、21種逆變器、30種光伏發(fā)電設計理念、13種跟蹤技術，可以說是各種光伏產(chǎn)品的‘百科全書’。”在形狀各異的外觀背后，蘊藏著光伏發(fā)電的“數(shù)據(jù)寶藏”。據(jù)劉啟棟介紹，這座于去年6月28日并網(wǎng)的電站屬百兆瓦太陽能發(fā)電實證基地，“將不同的光伏設計理念、設計方案進行對比分析，為光伏發(fā)電設備提供專業(yè)的野外測試、檢驗及實證對比平臺。同時，基地還開發(fā)出一套在線監(jiān)測和數(shù)據(jù)對比分析系統(tǒng)，在各類產(chǎn)品上安裝在在線監(jiān)測傳感設備，實時采集發(fā)電數(shù)據(jù)并進行自動分析。”今年6月底，這一青海省重大科技專項項目通過了青海省科技廳組織的成果評價和驗收鑒定。

 

“這是天合的雙玻組件，這是英利的N型單晶，那邊是美國First-solar的碲化鎘薄膜，那是德國Avavcis的銅銦鎵硒薄膜……”

 

在組件試驗區(qū)，工作人員如數(shù)家珍。在這里，各種組件的發(fā)電量、衰減率、溫度特性、系統(tǒng)效率、弱光效應等一系列指標都被納入測試范圍。

 

目前，基地設有組件、支架型式、逆變器、設計對比和綜合對比5個試驗區(qū)以及組件性能和逆變器性能2個室外測試平臺。對于實證基地的未來發(fā)展，國家發(fā)改委能源研究所研究員王斯成表示，“這里采用的是德國弗朗霍夫太陽能研究所負責測試對比分析系統(tǒng)方案，獲得的數(shù)據(jù)非常有研究價值和說服力，可以為下一步的技術創(chuàng)新提供重要參考，也為青海光伏產(chǎn)業(yè)與國際開展合作交流搭建了一個平臺。這應該是目前國內(nèi)乃至國際上最大的一個光伏戶外測試對比平臺。”

 

從2013年啟動方案設計、設備選型等基礎工作到2016月投產(chǎn)發(fā)電至今，功能設計、在線監(jiān)測及分析、氣象觀測與評估、實測數(shù)據(jù)對比分析等研究從未止步。未來，面對層出不窮的新技術、新產(chǎn)品，黃河公司計劃進一步集成創(chuàng)新資源，充分利用已有實證基地的能力條件，發(fā)揮綜合評測與實證研究的功能，將“產(chǎn)學研用”相結合，全力打造國家級的光伏實證試驗基地。

 

打造光伏全產(chǎn)業(yè)鏈

 

站在工作塔上，一座座光伏電站板鑲嵌于草原之上，甚是壯觀。劉啟棟指著眼前的電站對記者說，“在這里你看到的每一片組件都屬于黃河公司。”劉啟棟的這句“屬于”，不僅僅于來自“擁有者”的底氣，更是出于“制造者”的驕傲。

 

突破單一的光伏發(fā)電企業(yè)，黃河公司正在打造集多晶硅制造——切片工藝——太陽能電池及組件——太陽能光伏發(fā)電于一體的垂直、協(xié)同光伏全產(chǎn)業(yè)鏈。2010年，國內(nèi)首條電子級多晶硅生產(chǎn)線建成，“黃河水電多晶硅”打破了中國高純電子級多晶硅市場長期由國外壟斷的格局，實現(xiàn)中國制造。目前，公司多晶硅產(chǎn)能已達到2500噸/年，在國內(nèi)集成電路用多晶硅市場占有率約達10%。

 

在國家電投太陽能電力有限公司西寧分公司電池制造分廠，記者也目睹了光伏電池及組件生產(chǎn)的全部流程。從第一道工序制絨到最后的成品篩選，整個生產(chǎn)線一氣呵成。電池制造分廠主任宋志成介紹，目前，黃河公司已建成電池產(chǎn)能400兆瓦，組件產(chǎn)能300兆瓦，生產(chǎn)的單晶電池最高轉換效率達到20.8%，多晶電池轉換效率最高可達18.89%，常規(guī)P型單晶電池平均轉換效率最高達20.8%，“電池和組件的轉換效率都處于國內(nèi)領先水平，是國內(nèi)首批可量產(chǎn)滿足國家能源局‘領跑者’計劃要求的企業(yè)。”

 

采訪中，電池與組件廠的部分車間正處于技術升級和改造中，宋志成表示，“技改后，無論是產(chǎn)品的技術性能還是總體產(chǎn)能、產(chǎn)量都將有明顯提升。”

 

截至目前，黃河公司發(fā)電裝機容量總計1555萬千瓦。其中，水電1083萬千瓦，光伏254萬千瓦，風電55萬千瓦，火電132萬千瓦。在今年6月17日0時至6月23日24時青海省168小時清潔能源供電期間，黃河公司在青各電站累計清潔能源發(fā)電量達到10.09億千瓦時，占青海電網(wǎng)全網(wǎng)發(fā)電量的70%以上。清潔能源已經(jīng)成為黃河公司未來發(fā)展的重要著力點。

 

據(jù)劉啟棟介紹，下一步，公司計劃在青海省海南和海西兩州規(guī)劃建設兩個千萬千瓦級的可再生能源基地。其中，海南州黃河流域水電資源豐富，調(diào)峰能力強，將立足水電優(yōu)勢，發(fā)展水光互補，并輔以風電和抽水蓄能電站。規(guī)劃裝機2540萬千瓦，同時園區(qū)還將成為全國首個千萬千瓦級太陽能發(fā)電基地。“十三五”期間，規(guī)劃建成裝機2120萬千瓦，目前已經(jīng)完成861萬千瓦。而在海西州，立足于廣袤可利用的荒漠化土地和地處一類光照資源區(qū)的地理優(yōu)勢，基地將主要發(fā)展光熱和光伏發(fā)電，同時輔以風電和抽蓄電站。基地規(guī)劃裝機3990萬千瓦，其中光熱發(fā)電將占到1028萬千瓦。