风电和光伏发电是“垃圾电”？那是你没看清新能源的未来

今年5月，国家能源局发布了《关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》，为各个风电、光伏项目的开工建设提供了要求、指引和保障。

风力和光伏如何转化为电力？风力发电站和光伏发电站的选址有哪些需求？新能源发电方式未来会如何发展？

两种发电原理

风力发电将风能转化为机械能，再由机械能转化成为电能。一般风力发电所使用的大风车安装三个叶轮。风吹动叶轮后，叶轮的转动带动发电机转动，发电机转动产生电能，最终通过升压系统将电能送到电网，为公众所用。

光伏发电站则是利用太阳能电池板收集太阳能，将太阳能转化为电能。光伏发电主要是利用“光生伏打效应”。简单来说，“光生伏打效应”指物体由于吸收光子而产生电动势的现象。当物体受到光照后，物体内电荷的分布状态将发生变化，从而产生电动势和电能。在光伏发电站，太阳能电池板受到太阳光的照射后，光伏电池里的PN结（采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结）产生了电子之间的流动，流动的电荷被收集起来后就产生了电力。

无论是风力发电还是光伏发电，这两种发电方式都存在波动性。风力发电会受到风力、风速等因素的影响；而光伏发电站在夜晚不能工作，缺失太阳光照射，无法产生光伏效应。有人因此认为风电和光伏发电是“垃圾电”。

虽然二者皆有自身的弱势，但三峡集团福建公司副总经理刘建平并不认可风电和光伏发电为“垃圾电”这一说法。他表示，相较于传统发电方式，风力发电和光伏发电更为环保，并且我们可以为风力发电站和光伏发电站配备储能设施，让新能源发电方式更为稳定。

如何选址

第一，坚持环保原则，选址需要避开自然保护区、水源保护地、农田、林地等地方。

第二，选择风资源、光照资源丰富的地方。风力发电站既要避开风力过小的地区，也要避开风力过大的地区。风力过小无法带动叶轮转动，只有风速达到3米/秒才能带动风机转动。但风力过大将使发电机转速过高，热失控有可能会酿成火灾事故。

第三，风力发电站和光伏发电站的选址对地势也有一定的要求。风力发电站最好处于风口位置或海上。海平面较为平坦且海面摩擦系数小，风力较大。光伏发电站也需选址在施工条件较好的地势平坦地区，方便大面积铺设光伏电池板。我国的光伏发电站多建于西北地区，就是看中西北部分地区地势平坦，没有高楼大厦等建筑物的遮挡，光伏电池板能够充分吸收太阳光。

与风力发电站不同，光伏发电站目前不会大规模建于海上。海上风浪大，光伏发电站的抗风浪和抗腐蚀能力还需进一步提升。但刘建平表示，目前国内有不少厂家在研究漂浮式海上光伏发电站。

我国沿海地区工厂多、用电量大，海上光伏发电站的发展潜力巨大。

未来可期

我国的新能源发电产业相对欧美国家起步较晚。在我国新能源发电产业发展初期，引进了许多欧美的先进技术和产品；经过长期发展，我国已经完成新能源发电产业、产品体系的自主构建。我国新能源发电产业将来需朝着成本更低、高智能、高转化率方向发展。

未来，新能源发电方式将占据我国发电方式的主体地位。刘建平表示，我国正大力发展新能源发电产业，装机增长速度快。今年9月底，风电装机同比增长32.8%，光伏发电的装机同比增长24.6%。后续将会进一步扩大风电和光伏的装机，预计在2030年实现新能源发电的主体地位，为实现“碳达峰、碳中和”目标而努力。

虽然新能源发电领域目前依旧以风力发电和光伏发电为主，但我国也在研究潮流能发电、氢能发电、地热能发电等其他新能源发电方式。刘建平表示，期待未来能够有越来越多的清洁能源并入电网。