高考地理中的“光伏电站”是一个高频考点,我们一起来梳理一下关于这个考点的核心知识、常见设问角度和答题思路。
一、核心知识梳理:光伏电站是什么?
光伏电站是一种利用光电效应,将太阳辐射能直接转化为电能的设施。
基本原理:太阳光照射在半导体材料(如硅)制成的太阳能电池板上,产生直流电,再通过逆变器转化为交流电并入电网。
主要类型:
1.集中式光伏电站:通常建于戈壁、荒漠等开阔地带,规模巨大,发电直接并入高压电网。这是高考最常考查的类型。
2.分布式光伏电站:安装在屋顶、厂房顶、农业大棚等,自发自用,余电上网。常与“乡村振兴”、“城市可持续发展”等话题结合考查。
二、高考地理核心考查角度与答题思路
高考地理不会单纯考技术原理,而是会从区位因素、影响评价、问题与措施等地理核心思维出发进行考查。
角度一:区位选择因素分析
答题模板:自然因素 + 社会经济因素
1.自然因素(是基础和前提)
(1)太阳能资源:最关键因素。主要考虑太阳辐射强度和日照时数。我国西部、北部地区(如青海、新疆、甘肃、内蒙古)太阳辐射强,是理想选址。
(2)土地资源:需要广阔平坦的土地,以减少阴影遮挡,提高效率。戈壁、荒漠、荒山、滩涂等地价低廉,是优选。
(3)气象条件:需考虑冰雹、沙尘暴、大风等灾害性天气,这些会损坏电池板。同时,降水少、晴天多的地区更佳。
2.社会经济因素(是保障和动力)
(1)市场与输电距离:西部能源丰富但本地市场需求小,存在“西电东送”的需求,因此靠近高压输电线路或负荷中心可降低输电成本。
(2)政策支持:国家“双碳”目标(碳达峰、碳中和)下的清洁能源补贴和政策扶持。
(3)技术资金:光伏产业技术成熟,建设成本下降,但仍需大量资金投入。
(4)基础设施:靠近交通线,便于设备运输和维护。
考查形式:典型设问 + 答题要点
1.【典型设问】:分析在青海省柴达木盆地建设大型光伏电站的有利区位条件。
2.【答题要点】
(1)自然:① 地处高原,海拔高,空气稀薄,太阳辐射强,日照时间长,太阳能资源极其丰富;② 盆地地形,土地广阔平坦,地价低廉。
(2)社会经济:① 国家政策支持清洁能源开发;② 地广人稀,拆迁成本低;③(需辩证看待)虽远离东部市场,但已成为“西电东送”北线通道的重要节点。
角度二:影响评价(正面影响 + 负面影响)
答题模板:经济效益 + 社会效益 + 生态效益 + 负面问题
1.积极影响(意义)
(1)能源与环境
①将丰富的太阳能转化为清洁电能,优化能源消费结构。
②减少化石燃料消耗,减少温室气体(CO₂)和污染物(SO₂、氮氧化物)排放,有利于实现“双碳”目标,应对气候变化。
(2)经济
①将当地资源优势转化为经济优势,促进经济发展。
②带动光伏相关产业链发展,创造就业机会。
(3)社会与生态(特殊效益)
2.不利影响(问题与挑战)
(1)占用土地资源:大规模电站可能占用大量耕地或草场(需辨析,通常选在未利用地)。
(2)生态干扰:建设过程可能破坏地表植被,影响野生动物栖息地。
(3)技术问题:
①间歇性与不稳定性:受昼夜、天气、季节影响,发电不稳定,需要配套储能设施(如蓄电池、抽水蓄能电站)或与火电互补调峰,对电网稳定性提出挑战。
②设备回收:太阳能电池板有使用寿命(约25年),废弃板件的回收处理是未来潜在的环境问题。
③成本与市场:初期投资大,西部电力外送成本高。
“光伏+”模式:这是高考热点!
1.光伏+治沙:电池板遮挡阳光,减少地表水分蒸发,降低风速,有利于植被恢复,固定沙丘。
2.光伏+农业/牧业:板上发电,板下种植耐阴作物或牧草,提高土地利用率,实现“农光互补”、“牧光互补”,增加农民收入。
3.光伏+渔业:在水塘、湖泊上建设(“渔光互补”),节约陆地资源。
角度三:措施与展望
答题模板:针对问题,提出对策
1.克服不稳定性:加强储能技术研发与应用;建设跨区域特高压输电网络,实现不同区域电力调配;发展智能电网。
2.提高土地利用效率:大力推广“光伏+”综合利用模式(农光、牧光、渔光互补)。
3.减少生态影响:科学规划选址,避开生态脆弱区和基本农田;加强施工期生态保护和水土保持。
4.促进产业升级:加强技术研发,提高光电转换效率,降低生产成本;完善废旧光伏板回收再利用体系。
三、高考真题常见命题方向总结
1.区域认知:结合中国或世界特定区域(如西北干旱区、青藏高原),分析其发展光伏产业的条件。
2.人地协调观:考查光伏电站对区域生态环境的双重影响(如治沙的积极作用 vs 可能破坏地表结皮的消极作用)。
3.综合思维
(1)将光伏与风能、水能等其他能源对比,分析其优缺点及互补性。
(2)从国家能源安全战略高度,分析发展光伏产业的必要性。
4.地理实践力:给出一幅光伏电站区位图,要求你判断其合理性并说明理由。
四、备考建议
1.构建知识框架:熟记上述的区位因素和影响评价模板。
2.关注典型案例:重点了解我国青海塔拉滩光伏园、宁夏/内蒙古光伏治沙等典型案例。
3.联系时事热点:将“光伏+”模式与“乡村振兴”、“生态文明建设”、“双碳目标”等国家战略联系起来思考。
五、例题分析
1.阅读图文材料,完成下列要求。(16分)
莱索托王国地处南非高原东缘德拉肯斯山西坡。莱索托年需求电力为 165 兆瓦,缺口90 兆瓦。2023 年6月,中国帮扶建设的M光伏电站一期竣工并交付,年发电量 30 兆瓦。除发展光伏能源外,莱索托还积极发展水能、风能等能源。下图示意莱索托 M 光伏电站位置及周边地形。
(1)从地形角度,分析莱索托在甲地建设M光伏电站的优势。(6分)
2)简述建设M光伏电站对莱索托能源产业发展的重要作用。(6分)
(3)指出莱索托能源产业结构优化的主要方向。(4分)
答案:(1)地势平缓,利于光伏电站建设(2分);地处信风背风坡降水少(2分);海拔高,云层薄,太阳辐射强(2分)。
(2)提高莱索托能源自给率,维护能源安全;优化能源产业结构;培养能源产业人才;完善能源基础设施建设。(每点2分,任答三点6分)
(3)多元化;清洁化;低碳化。(每点2分,任答两点得4分)