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伴隨光伏、風(fēng)電累計裝機(jī)突破440GW的大關(guān)以及平價時代下超100GW/年的增速，新形勢下對新能源電站的運營以及后服務(wù)提出了更嚴(yán)格的要求。為此，中國光伏行業(yè)協(xié)會、光伏們將于2021年4月23—24日在北京聯(lián)合舉辦第五屆新能源電站運營及后服務(wù)研討會。


4月16日，央視CCTV 10播出的系列紀(jì)錄片《創(chuàng)新進(jìn)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。

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(zāi)難隨時可能來襲。

這里是內(nèi)蒙古巴彥淖爾市磴口縣，位于烏蘭布和沙漠東部邊緣地區(qū)，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(fā)，而沙塵暴是光伏發(fā)電站所要面臨的最具威脅性的災(zāi)難。劉明杰從事電力工作已經(jīng)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(fā)電站發(fā)電量的一大“殺手”。

光伏發(fā)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(zhuǎn)變成電能的過程，而風(fēng)沙席卷，一旦光伏板蒙上厚厚一層黃沙，光伏板的發(fā)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(jìn)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(qū)，20多萬塊光伏板，需要一塊一塊的清洗，這么大的光伏發(fā)電區(qū)，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(fā)沙塵暴，光伏發(fā)電站的光伏板就需要進(jìn)行清潔。

除此之外，狂風(fēng)夾雜著風(fēng)沙還有可能會給光伏電站帶來滅頂之災(zāi)。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(xì)小礦物質(zhì)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(chǔ)設(shè)施，光伏發(fā)電站也不會例外。曾經(jīng)就有光伏發(fā)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(fā)電站發(fā)生意外，他所帶來的損失將以億元來計算。

既然風(fēng)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(tǒng)能源日益匱乏的今天，以風(fēng)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(fā)電累計裝機(jī)容量最大的國家，光伏發(fā)電量占世界光伏發(fā)電量30%以上。沙漠地區(qū)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(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)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?yōu)榱撕侠砝蒙衬械奶柲芏鞒龅奶剿?。更重要的是，他們希望通過在沙漠中建設(shè)光伏電站，尋找到穩(wěn)固風(fēng)沙的辦法，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)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(fēng)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(jīng)驗。中國第七大沙漠庫布齊沙漠，經(jīng)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(nèi)蒙、寧夏、陜西三省區(qū)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(jīng)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(zhàn)，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(jìn)沙子里，在沙漠上形成一種網(wǎng)狀的沙漠防護(hù)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(jìn)行固沙，這些草方格增加了沙漠表面的粗糙程度?？耧L(fēng)襲來，草方格可以幫助降低風(fēng)速，達(dá)到防風(fēng)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(dāng)時治理以后這個草一下雨經(jīng)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(fù)生態(tài)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(fēng)，氣候十分干旱。在這種環(huán)境中也催生了一種植物適合在沙漠環(huán)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(fēng)陣陣的沙漠中站穩(wěn)“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(dá)到兩米深，吸水能力特別強(qiáng)，抗旱能力特別好，固沙性能特別好。

光伏區(qū)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(qū)周圍種上這些植物，同樣可以遮擋風(fēng)沙，它們組成了為光伏電站防風(fēng)固沙的第二道防線，有了這兩道“防沙墻”，外部吹進(jìn)光伏電站的沙塵將會大大減少。但是，這兩道防線還遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(fēng)，這些風(fēng)在光伏區(qū)內(nèi)呼嘯而過，光伏區(qū)內(nèi)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(fēng)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(dǎo)致光伏板支架發(fā)生嚴(yán)重變形，光伏設(shè)備損壞，光伏發(fā)電的安全生產(chǎn)將受到嚴(yán)重威脅。劉明杰所在的光伏發(fā)電站就曾面臨這樣的危機(jī)。

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(yán)重，穿線管現(xiàn)在也變形了，上下錯位很多，下陷了2厘米。

看來，為了保持發(fā)電效率，保證安全生產(chǎn)，架設(shè)光伏設(shè)備的光伏區(qū)也得想辦法種植植物來穩(wěn)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(qū)里不現(xiàn)實。因為是光伏區(qū)會影響到光伏板的太陽能發(fā)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(dá)9米，但是光伏發(fā)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(qū)會遮擋太陽能光伏板，影響光伏發(fā)電。在光伏區(qū)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(jīng)過長時間的資料搜索，一種“神奇”的植物進(jìn)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(nèi)蒙古地區(qū)來說，苜蓿還有更為重要的作用。內(nèi)蒙古地區(qū)氣候干旱，沙塵暴頻發(fā)，導(dǎo)致牧草的生長并不穩(wěn)定，而苜蓿不僅不挑剔土壤，能在干旱地區(qū)生長還能提高土壤的肥力，改善土壤土質(zhì)。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(fù)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?？偸欠N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(diào)研，看看當(dāng)?shù)氐哪撩裼袥]有什么辦法。張耀清是當(dāng)?shù)氐哪撩瘢瑢ι衬畾夂蚴至私?。張師傅告訴劉明杰，光伏區(qū)里的苜蓿種不活和光伏板下的沙子有關(guān)，需要鋪工，施農(nóng)家肥，土和沙子混在一塊種，沙漠里含水分和養(yǎng)分多一點。土是有機(jī)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(jī)物，營養(yǎng)物質(zhì)極少。除此之外，沙子之間的縫隙非常大，具有極強(qiáng)瀝水性，根本存不住水，沒有水的滋養(yǎng)，苜蓿很容易就缺水死亡了。之前在光伏區(qū)種植苜蓿，始終難以存活，這是一個重要的原因。

原標(biāo)題：光伏板下生寶藏—探索光伏治沙新模式