2023年全國科普日活動主題為“提升全民科學素質，助力科技自力自強”，於9月17日-23日在全國各地集中開展。9月20日，在青海省科學技術協會指導下，由青海省水力發電工程學會、黃河上遊水電開發有限責任公司聯合舉辦的“水光互補開啟新能源發展新天地”線上展播科普宣傳視頻成功發布。

青海水電學會利用自身優質科普資源、全國科普教育基地—龍羊峽水光互補光伏電站，組織科技工作者精心製作“水光互補開啟新能源發展新天地”科普小視頻，通過通俗易懂又生動有趣的語言將水光互補專業知識進行線上科普宣講，讓公眾深刻感知前沿科技的魅力及科學新成果，傳授科技知識、培養科學素養、傳播科學文化，進一步發揮科普價值的引領作用，努力在全社會形成普及科學知識、樹立科學思想、倡導科學方法、弘揚科學精神的良好局麵，使尊重創造、崇尚科學的理念深入人心。

水光互補光伏電站的建成，一是加快實現電力清潔化、能源電力化、能源綠色高效發展，對加快實現能源綠色低碳轉型具有重要意義；二是助力青藏高原生態屏障建設，光伏發電具有遮陰、降低風速、減少水分蒸發的作用，有利於生態修複；三是推動社會能源使用向電力化轉變是實現“雙碳”目標的重要內容和努力方向。

1何為“水光互補”？

“水”即水電站，“光”即光伏電站。水光互補，就是水電站和光伏電站強強聯手，相輔相成共同組成安全穩定的綠色能源供應體係。

那麼問題來了，水光互補有什麼好處？它們又是如何進行互補的？

水電可以彌補光伏發電的不穩定性。光伏電站隻能在白天發電，晚上完全沒電；同時很容易受到氣候影響，比如陰天、下雪、沙塵暴等天氣，都會導致光伏發電出現波動性。因為這些原因，光伏電站發電的波動會比較大，發電曲線呈鋸齒狀，直接並入電網可能會導致電壓不穩定。這會有什麼後果呢？我們小時候應該都看到過電燈忽明忽暗的樣子，那就是電壓不穩定導致的。水光互補就可以很好地幫助消除這些鋸齒狀的波動，原理在於，光伏電站發出的電並不直接接入電網，而是通過線路接入水電站，和水電站發出的電“捆綁”在一起，再接入電網。　　

2這個過程是如何調節的呢？

以龍羊峽水光互補光伏電站為例，發電站總裝機容量2130兆瓦，其中，光伏裝機容量850兆瓦，位於黃河上遊的大型梯級電站——龍羊峽水電站裝機容量1280兆瓦，是調節性能優良的多年水庫。龍羊峽850兆瓦光伏電站可視為一個“虛擬水電機組”，接入龍羊峽水電站，通過水輪機組的快速調節，將原本間歇、波動、隨機的功率不穩定的鋸齒型光伏電源，調整為均衡、優質、安全更加友好的平滑穩定電源，以兩個電源組合的電量，利用龍羊峽水電站的送出通道送入電網。這個過程不但使送出功率更加平穩，還提高了電網送出線路的利用率和經濟性。

這一技術填補了國內大規模水光互補關鍵技術的空白，推動了國際大規模水光互補技術的發展。

光電助力水電提高整體水域的調峰能力。光電得到了水電的容量支持，水電則得到了光電的電量支持。水電由於其靈活性，常參與負荷調峰。“水光互補”模式下，在光伏發電充足的時候，水電可以少放水少發電。這時可將水儲存在水庫中，等到用電高峰期，再將這些額外儲存的水放出發電，以滿足高峰期的用電需求，我們把這個過程稱為“調峰”。水電這額外的調峰能力，就是得益於光電的助力。

兩種調節模式，一種是短期的日調節——晴天，光伏多發，水電少發；陰天，光伏少發，水電多發；晚上，光伏不發，水電多發。

3水光互補電站帶來了哪些好處？

近年來，黃河水電公司推廣的“光伏+生態治理+生態牧業”龍羊峽水光互補光伏電站，光伏子陣內平均風速降低41.2%、20厘米深度土壤增濕32%，並實現了板上發電、板下牧羊。電站年均發電量14.94億千瓦時，相當於節約標準煤46.46萬噸、減少二氧化碳排放約122.66萬噸、二氧化硫3944.16噸，生態環保效益顯著。

通過“水光互補”，龍羊峽水電站送出線路年利用小時數由原來的4621小時提高到6007小時。在持續向外輸送“綠電”的同時，光伏電站的“藍板板”，也為塔拉灘帶來了“綠化”效果。同時，企業與當地政府和牧民合作，在籃板板下建起了“光伏牧場”，養起了“光伏羊”。藍板板下的青草成了羊飼料，羊則成了園區裏的“除草工”，避免了雜草長得過高影響光伏板發電。

2022年6月26日，“龍羊峽水光互補電站”正式獲得吉尼斯世界紀錄認證，成為全球最大裝機容量的水光互補發電站。

最後，穿上光伏“綠色外衣”的龍羊峽水光互補光伏電站，在助力生態文明建設、履行社會責任的同時，也為青海新能源的快速發展打開了一片新的天地。“水光互補”的成功，開始了新能源二次加速。水電加上了光伏的“助推器”，光伏加上了水電的“翅膀”。

本科普小視頻展示了科普知識與生態保護的緊密聯係，碳減排不僅是政府、企業的責任，也跟我們每個人息息相關，倡議綠色低碳從我做起。

在這個收獲的季節，讓我們一起“走近”科學，共同營造講科學、愛科學、學科學、用科學的濃厚氛圍。