今年5月，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于2021年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設有關(guān)事項的通知》，為各個風電、光伏項目的開工建設提供了要求、指引和保障。

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

兩種發(fā)電原理

風力發(fā)電將風能轉(zhuǎn)化為機械能，再由機械能轉(zhuǎn)化成為電能。一般風力發(fā)電所使用的大風車安裝三個葉輪。風吹動葉輪后，葉輪的轉(zhuǎn)動帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，發(fā)電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能，最終通過升壓系統(tǒng)將電能送到電網(wǎng)，為公眾所用。

光伏發(fā)電站則是利用太陽能電池板收集太陽能，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電主要是利用“光生伏打效應”。簡單來說，“光生伏打效應”指物體由于吸收光子而產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。當物體受到光照后，物體內(nèi)電荷的分布狀態(tài)將發(fā)生變化，從而產(chǎn)生電動勢和電能。在光伏發(fā)電站，太陽能電池板受到太陽光的照射后，光伏電池里的PN結(jié)（采用不同的摻雜工藝，通過擴散作用，將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體基片上，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，流動的電荷被收集起來后就產(chǎn)生了電力。

無論是風力發(fā)電還是光伏發(fā)電，這兩種發(fā)電方式都存在波動性。風力發(fā)電會受到風力、風速等因素的影響；而光伏發(fā)電站在夜晚不能工作，缺失太陽光照射，無法產(chǎn)生光伏效應。有人因此認為風電和光伏發(fā)電是“垃圾電”。

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

如何選址

第一，堅持環(huán)保原則，選址需要避開自然保護區(qū)、水源保護地、農(nóng)田、林地等地方。

第二，選擇風資源、光照資源豐富的地方。風力發(fā)電站既要避開風力過小的地區(qū)，也要避開風力過大的地區(qū)。風力過小無法帶動葉輪轉(zhuǎn)動，只有風速達到3米/秒才能帶動風機轉(zhuǎn)動。但風力過大將使發(fā)電機轉(zhuǎn)速過高，熱失控有可能會釀成火災事故。

第三，風力發(fā)電站和光伏發(fā)電站的選址對地勢也有一定的要求。風力發(fā)電站最好處于風口位置或海上。海平面較為平坦且海面摩擦系數(shù)小，風力較大。光伏發(fā)電站也需選址在施工條件較好的地勢平坦地區(qū)，方便大面積鋪設光伏電池板。我國的光伏發(fā)電站多建于西北地區(qū)，就是看中西北部分地區(qū)地勢平坦，沒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光。

與風力發(fā)電站不同，光伏發(fā)電站目前不會大規(guī)模建于海上。海上風浪大，光伏發(fā)電站的抗風浪和抗腐蝕能力還需進一步提升。但劉建平表示，目前國內(nèi)有不少廠家在研究漂浮式海上光伏發(fā)電站。

我國沿海地區(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>

未來可期

我國的新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)相對歐美國家起步較晚。在我國新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，引進了許多歐美的先進技術(shù)和產(chǎn)品；經(jīng)過長期發(fā)展，我國已經(jīng)完成新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品體系的自主構(gòu)建。我國新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)將來需朝著成本更低、高智能、高轉(zhuǎn)化率方向發(fā)展。

未來，新能源發(fā)電方式將占據(jù)我國發(fā)電方式的主體地位。劉建平表示，我國正大力發(fā)展新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)，裝機增長速度快。今年9月底，風電裝機同比增長32.8%，光伏發(fā)電的裝機同比增長24.6%。后續(xù)將會進一步擴大風電和光伏的裝機，預計在2030年實現(xiàn)新能源發(fā)電的主體地位，為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標而努力。

雖然新能源發(fā)電領域目前依舊以風力發(fā)電和光伏發(fā)電為主，但我國也在研究潮流能發(fā)電、氫能發(fā)電、地熱能發(fā)電等其他新能源發(fā)電方式。劉建平表示，期待未來能夠有越來越多的清潔能源并入電網(wǎng)。