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國家電投再上央視:光伏板下生寶藏—探索光伏治沙新模式

   2021-04-20 光伏們18540
核心提示:近日記者了解到,4月16日,央視CCTV 10播出的系列紀錄片《創新進行時》《光伏板下生寶藏》展示了中國在荒漠化治理中探索的光伏治
近日記者了解到,4月16日,央視CCTV 10播出的系列紀錄片《創新進行時》——《光伏板下生“寶藏”》展示了中國在荒漠化治理中探索的“光伏治沙”新模式。本期播出的是國家電投北京公司磴口光伏治沙模式。

以下為文字實錄:

這里是一片不毛之地,每到11月,電力工程師劉明杰就會比平常更加緊張,因為就在他腳下的沙地上,會有一個極為不確定的災難隨時可能來襲。

這里是內蒙古巴彥淖爾市磴口縣,位于烏蘭布和沙漠東部邊緣地區,一座占地1700畝的光伏電站就修建在這篇沙漠上。這里沙塵暴頻發,而沙塵暴是光伏發電站所要面臨的最具威脅性的災難。劉明杰從事電力工作已經三十多年,他非常清楚沙塵暴對于光伏電站來說意味著什么。沙塵暴一旦襲來,遮天蔽日,所到之處所有光伏板都會被這片漫天黃沙所吞噬。而這些黃沙就是影響光伏發電站發電量的一大“殺手”。

光伏發電主要是通過太陽能電池光伏板,將照射下來的太陽光光能轉變成電能的過程,而風沙席卷,一旦光伏板蒙上厚厚一層黃沙,光伏板的發電效率將受到極大影響。這是專門清洗光伏板的清潔刷,不需要水,依靠電動進行清潔。如今,清洗光伏板大多仍是人工清洗,這是一項十分耗費成本和人力的工作。1700畝的光伏區,20多萬塊光伏板,需要一塊一塊的清洗,這么大的光伏發電區,每清洗一次需要15個工人清洗10天,至少要花費6萬元,而只要暴發沙塵暴,光伏發電站的光伏板就需要進行清潔。

除此之外,狂風夾雜著風沙還有可能會給光伏電站帶來滅頂之災。沙漠上松散的沙子被吹起堆積成波浪狀的沙丘,沙子是一種細小礦物質顆粒,正如水波一樣,沙子也會被吹起如波浪一樣翻滾。沙丘便以這種恐怖的方式移動起來慢慢吞噬附近的基礎設施,光伏發電站也不會例外。曾經就有光伏發電站被鋪天蓋地侵襲而來的黃沙掩埋,甚至損壞,一旦光伏發電站發生意外,他所帶來的損失將以億元來計算。

既然風沙對電站影響如此之大,那為什么一定要在沙漠中建光伏電站呢?

在石油、煤炭等傳統能源日益匱乏的今天,以風電、光伏為代表的可再生能源正在掀起一場新能源革命。中國是全球光伏發電累計裝機容量最大的國家,光伏發電量占世界光伏發電量30%以上。沙漠地區地域廣闊,年降水量低,光照時間長,采光量大,目前我國沙化土地面積172萬平方千米,如果太陽能都能被利用,將大大促進光伏產業的發展,甚至影響我國的能源格局。因此,烏蘭布和沙漠中的這座光伏電站,正是工程師們為了合理利用沙漠中的太陽能而作出的探索。更重要的是,他們希望通過在沙漠中建設光伏電站,尋找到穩固風沙的辦法,實現經濟效益和荒漠治理的雙贏。而沙漠中的電站,面對的頭號敵人就是風沙,有什么辦法能牽制住沙塵暴的步伐,防止沙丘吞噬光伏電站呢?固沙,勢在必行。

說到固沙,其實中國已有豐富經驗。中國第七大沙漠庫布齊沙漠,經過三十多年治沙,超過910萬畝的沙漠已得到治理。毛烏素沙地處于內蒙、寧夏、陜西三省區交界處,總面積為4.22萬平方千米,長期治理下,超過50%的沙地已經得到治理,不再是黃沙漫天的景象。

毛烏素沙地早年也面臨固沙的挑戰,最終人們摸索出了用草方格來固沙的方法。草方格固沙指的是把麥草用鐵鍬壓進沙子里,在沙漠上形成一種網狀的沙漠防護帶。距離光伏電站1.5千米的穿沙公路兩邊,就是用的草方格進行固沙,這些草方格增加了沙漠表面的粗糙程度??耧L襲來,草方格可以幫助降低風速,達到防風固沙的目的。那是不是在光伏電站旁邊鋪上草方格就可以防止沙塵暴的侵襲了呢?答案是否定的。

劉明杰:草方格治理是好,當時治理以后這個草一下雨經過一年到兩年之間它要腐爛,腐爛以后沙子就保持不住又成沙堆了。

看來,草方格只能短時間里牽制住沙丘往電站方向移動,并不是治理沙漠的根本手段,要想治沙恢復生態還是要種植植被。這些植物是防止沙塵暴侵襲的第二道防線,沙漠中降水少,常有大風,氣候十分干旱。在這種環境中也催生了一種植物適合在沙漠環境下生長。這種植物叫做沙生植物,它們有著共同的特點,根系生長快,能扎到沙面下很深。只有這樣,它們才能在狂風陣陣的沙漠中站穩“腳跟”,盡力去汲取深埋在沙漠深處的少量水分。

劉明杰:這種就是梭梭木,大的有個一米七八、兩米高。梭梭木是沙漠里的耐旱植物,而且它的根能達到兩米深,吸水能力特別強,抗旱能力特別好,固沙性能特別好。

光伏區周圍種的植物就有梭梭樹,同時還有另外一種沙生植物,花棒。在光伏區周圍種上這些植物,同樣可以遮擋風沙,它們組成了為光伏電站防風固沙的第二道防線,有了這兩道“防沙墻”,外部吹進光伏電站的沙塵將會大大減少。但是,這兩道防線還遠遠不夠。草方格和植物擋住了沙子,但是仍然擋不住漫天席卷而來的狂風,這些風在光伏區內呼嘯而過,光伏區內原本平整的沙地被吹成高高低低的沙丘。光伏板基座底部的沙子一旦被大風卷走,原本埋在沙子里的光伏板基座就會裸露出來,失去了沙子的支撐,基座連同光伏板就會下沉,導致光伏板支架發生嚴重變形,光伏設備損壞,光伏發電的安全生產將受到嚴重威脅。劉明杰所在的光伏發電站就曾面臨這樣的危機。

劉明杰:這里沉降挺厲害的,又沉降了20厘米左右,水泥都被掏空了。另一邊比這邊還嚴重,穿線管現在也變形了,上下錯位很多,下陷了2厘米。

看來,為了保持發電效率,保證安全生產,架設光伏設備的光伏區也得想辦法種植植物來穩住沙子。光伏電站外的梭梭樹和花棒,能不能直接種在光伏板下呢?顯然不行。

劉明杰:因為它長的非常高,太陽能板離地才0.5米,這個能長2米多高甚至3米。它種在光伏區里不現實。因為是光伏區會影響到光伏板的太陽能發電,它把太陽光遮住了,紫外線也遮住了,梭梭樹還有紅柳枝都是一樣的,都是長得很高很高。

花棒高接近3米,而梭梭樹最高可達9米,但是光伏發電站的光伏板最低處離地面只有不到1米,將這些植物種在光伏區會遮擋太陽能光伏板,影響光伏發電。在光伏區種植植物有高度限制,既不能太高還得耐干旱,究竟什么植物適合這里呢?

經過長時間的資料搜索,一種“神奇”的植物進入了劉明杰的視線。苜蓿,生長兩個月根就可以深入土壤90厘米,去吸收土層更深處的水分。同時,苜蓿高度30至100厘米左右,也不會影響光伏板。除此之外,苜蓿還是牛羊們喜愛的食物,被譽為“牧草之王”,能幫助牛羊們長得膘肥體壯。而對于內蒙古地區來說,苜蓿還有更為重要的作用。內蒙古地區氣候干旱,沙塵暴頻發,導致牧草的生長并不穩定,而苜蓿不僅不挑剔土壤,能在干旱地區生長還能提高土壤的肥力,改善土壤土質。等到苜蓿長大后作為牧草,收割后還可以增加一份額外的收入。如此說來,苜蓿簡直就是在光伏電站種植的最佳品種,苜蓿種起來卻并不那么容易。在劉明杰之前,過去的幾年里,同事們也反復的種過苜蓿,但種植的效果并不好,存活率也不高。為什么在這里苜蓿總是種不活呢?

作為研究電力的工程師,劉明杰對治沙和種植植物顯然是外行。他決定就在附近走訪調研,看看當地的牧民有沒有什么辦法。張耀清是當地的牧民,對沙漠氣候十分了解。張師傅告訴劉明杰,光伏區里的苜蓿種不活和光伏板下的沙子有關,需要鋪工,施農家肥,土和沙子混在一塊種,沙漠里含水分和養分多一點。土是有機物,長苜蓿草是必需的條件。

原來,苜蓿和其他沙生植物不一樣,直接在沙上種植苜蓿存活率并不高。這是因為沙子的主要成分是無機物,營養物質極少。除此之外,沙子之間的縫隙非常大,具有極強瀝水性,根本存不住水,沒有水的滋養,苜蓿很容易就缺水死亡了。之前在光伏區種植苜蓿,始終難以存活,這是一個重要的原因。

光伏區的沙地上還能種植成苜蓿么?近期將播出《光伏板下生寶藏(二)》 
 
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