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为什么不另辟蹊径开发太阳能更多的功能呢?或许比并网更有意义

时间:2022-07-30 16:02:16来源:网络整理

沙漠是最适合发展太阳能发电的自然区域。我国沙漠地区每平方米每年可获取的太阳能约为5000~6000兆焦耳。以40万平方公里的沙漠面积为例,每年获得的太阳能约为700亿吨标准煤,是21世纪初我国煤炭年消耗量的40倍。

这些太阳能资源为我国沙漠太阳能发电的推广应用提供了得天独厚的资源条件。

然而,传统的太阳能光伏电站并没有得到充分利用。近年来,受经济转型等因素影响,我国电力需求增速放缓,而火电装机过剩问题日益严重,新能源消纳占空间的现象日益突出。著名的。此外,由于光伏易受环境影响,被视为不稳定电源,一些电网公司以此为由不愿接入光伏。

据国家能源局数据,2016年上半年,西北地区弃用光伏电量达32.8亿千瓦时,光伏发电率为19.7%。其中,新疆和甘肃光伏发电正在运行。最困难的,弃光率分别为32.4%和32.1%。今年一季度,新疆弃光率更是达到了52%。然而,早在2014年,甘肃省就出现了严重的弃光现象。

既然以发电为唯一目的的太阳能光伏电站难以运行,为什么不另辟蹊径,开发更多的太阳能功能呢?就地发电、就地使用、就地创造价值,可能比并网更有意义!

在沙漠这个太阳能资源丰富的地方,把太阳能电站建设成一个多功能的生态系统,既能发电,又能改造沙漠,是一项伟大的能源工程!

这是Moele实验室设计的金字塔形太阳能光伏电站生态系统。它是一种采用金字塔形建筑结构,具有光伏发电、水源收集、农业种植、防沙固沙等多种功能的新型能源系统。

金字塔型太阳能电站生态系统结构设计

整体结构:采用钢结构或混凝土结构建造高50-100米的金字塔形建筑,内部可分多层;

太阳能发电系统:在面向太阳的两侧安装太阳能电池板作为发电装置,另外两侧安装玻璃板或采用半封闭结构,使阳光可以进入建筑物内部;

太阳能板采用百叶窗式结构,可上下旋转,自动跟踪太阳光线,让部分光线进入建筑物内部;

金字塔形太阳能光伏电站示意图

水源收集器:在金字塔建筑中心建一个水源收集器,分为上下结构。冷凝管和碳纳米管在地面以上利用大气温差收集大气中的水汽;在地下,它深入地下并使用太阳能。电能加热地下水层,使蒸汽向上进入金字塔内部的冷凝管,然后冷凝成水进入储水罐;

植物生态系统:在大型金字塔形太阳能发电站内搭建分层结构,每一层都可以引入耕作土壤,利用收集的水来供水,种植蔬菜等农作物。金字塔的特殊结构使每一层的植物都能享受到充足的阳光。

金字塔内部的绿色生态系统图解(此图来自网络)

功能:

1.太阳能光伏发电

2.从大气和地下收集水光伏农业太阳能板高度,构建绿色生态系统

3.利用收集到的水源和温室环境在金字塔内种植农作物

4.作为沙漠公路的能源供应站和生活服务站

5. 防风固沙,利用绿色能源改善沙漠环境,逐步向沙漠腹地推进,侵蚀沙地,最终将沙漠变成绿洲。

优势:

金字塔形太阳能发电站的结构更适合沙漠环境,可防风沙,不易受恶劣天气破坏;内部可安装大型集水设备,收集的水可用于构建内部生态系统,用于生产农作物。将多余的水资源向外输出,在金字塔建筑周围种植植物,逐渐绿化周边环境,逐步侵蚀沙漠。

它不仅可以利用太阳能发电为周边城市供电,还可以利用剩余能源收集水资源光伏农业太阳能板高度,建立小型绿色生态系统,生产蔬菜等农作物。这种综合利用太阳能的方式比单纯的发电效率高很多,也更有利于沙漠的改造。

技术难点:

沙漠地下水蒸发收集技术和大气冷凝收集技术的可行性尚不清楚,收集的水源规模能否支持建立如此小的生态系统。

布局策略:

电站布置示意图

从沙漠边缘延伸到腹地,逐渐渗透

逐步建成的金字塔形太阳能电站采用扇形布局,初步布置在沙漠边缘,靠近人居环境,便于维护管理和电力传输。随后新电站逐渐向沙漠腹地延伸。形成金字塔式发电站矩阵,逐步蚕食沙漠,将其彻底改造为适合人类居住的区域。

围绕油田工业区和居民区布局

沙漠油田经常有人居住,石油生产也需要电力和能源供应。周围建一个金字塔形的太阳能发电站也是比较好的布局。

消化国内光伏产能过剩,扭转日益严重的弃光现象,利用太阳能改造沙漠环境,金字塔型太阳能电站必将成为本世纪最伟大的能源项目之一!

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