国家能源局发布数据显示,2022年上半年,全国风电新增并网装机1294万千瓦,全国光伏发电新增装机3088万千瓦。风电、光电等清洁能源所占发电比重进一步提高。
浙江省台州市大陈岛位于东海之滨,有着得天独厚的风能资源。岛上年平均风速6.8米/秒,每年的有效风能时数可以达到7000小时。
大陈岛上,几十台风力发电机在海风的吹动下,旋转着巨大的叶轮,产生着源源不断的电力。
大陈岛使用的是柔性低频输电技术。从世界海上风电发展的经验来看,离岸距离大于100公里、水深超过50米的深海区风能资源更加丰富。但对于距离超过100公里的海上输电,能否降低输电成本成为了风电开发的关键点。
当海上风电的输送距离在80公里以内时,采用常规的50赫兹,输电损耗较小。但当海上风电的输电距离超过80公里,采用50赫兹交流输电时,海底电缆的输电效率和经济性就会大大降低。技术人员们经过反复测试发现,在80公里到200公里距离内,柔性低频输电技术输电损耗更小。
目前,大陈岛上有风力发电总装机容量约27兆瓦,平均每年可发电6000多万千瓦时。这些电力除了岛上自用一部分外,剩余的电量还可以通过海底电缆被输送到陆地上的电网。
20世纪50年代,大陈岛还一直处在“无电”状态。海岛上用电难题的解决,得益于海上风电的发展。1958年大陈岛发电厂建成运行,但每天只能在夜间发电3个小时。直到1984年,大陈岛才实现了24小时供电,也是从这一年开始,大陈岛开始尝试风力发电。
今天,大陈岛上的风机早已不是之前的三台,而是三十多台。最近几年,大陈岛每年上岛的游客从过去的不足5万人,增加到现在的15万人,岛上的用电量也出现井喷式增长。如何能够完全实现“用电自由”成为了大陈岛电力发展的新难题。
最近,刚刚投入运行的大陈岛氢能综合利用示范工程,使破解难题看到新路径。这个工程能够将晚上的富余风电制氢储能,留到白天用电高负荷时使用。
目前这里的制氢系统每小时可以生产20标准立方米的氢气,10个小时可以生产200标准立方米,这些氢气可以满足氢燃料电池发电机组持续发电约2.5小时,可在常规电力系统检修、故障导致停电期间,作为岛上的应急电源使用。
作为全国首个海岛“绿氢”综合能源示范工程,“绿氢”工程的投运,是实现氢综合利用的技术突破,是新型电力系统一次大胆的探索和实践。
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