摘 要: 在 “双碳” 目标驱动下, 云南省作为中国西南地区可再生能源基地, 其发展光伏产业对优化能源结构、保障电力供应稳定具有重要战略意义。首先介绍了中国的光伏发电项目建设情况, 其次从资源基础、政策环境、光伏发电项目建设现状及 “光伏 +” 建设模式等方面全面梳理了云南省光伏发电项目的建设情况, 然后进一步分析了云南省光伏发电项目建设面临的挑战, 并给出了发展建议。研究结果表明: 1) 云南省太阳能资源 “很丰富” 和 “最丰富” 地区的总面积占该省总面积的 83%。总体而言, 云南省南部和西部地区的太阳辐照量较高, 光照充足, 具备大规模开发太阳能的潜力; 云南省西北部、东北部等区域的荒地资源丰富, 具有地势开阔、日照充足且避让基本农田和生态红线等优势, 是集中式光伏电站的理想选址。2) 云南省的光伏发电项目建设已形成 “集中式为主、分布式补充、多级联动” 的发展格局, 为区域能源转型与低碳发展提供了重要支撑。3) 由于云南省的地形较为复杂, 导致光伏发电项目的空间约束问题尤为突出; 此外, 在云南省开发光伏发电项目需平衡生态保护和土地利用之间的关系, 导致土地实际可用性有限。4) 可以从以下 2 个方面解决云南省光伏发电项目建设面临的问题。一方面, 依托地理信息平台建立光伏用地适宜性分区, 优先引导项目落地生态风险较低的荒山、退化林地和未利用地, 提升项目空间适配率; 另一方面, 鼓励在具备典型条件的区域设立 “光伏 +” 模式建设示范区, 建立跨部门协同机制, 推动能源、自然资源、生态环境、农业等领域在规划、审批、监管等方面的信息共享与联动审批, 提升融合项目的落地效率与治理协同性。5) 随着技术进步和政策完善, 云南省光伏发电项目建设有望迎来更大发展。预计光伏发电装机容量继续增长, “光伏 +” 多元发展模式将更加成熟, 与农业、旅游等产业深度融合。
摘 要:蒙西基地库布其 200 万 kW 光伏治沙项目是中国首批大型风电光伏基地项目之一,也是全国单体装机规模最大的光伏治沙工程,创新采用“架空平台上双面发电、架空平台下双层生态”的开发模式。针对沙漠地区特殊的施工环境,以该项目为研究背景,对光伏治沙项目施工阶段的技术保障展开研究。首先介绍了该项目的概况,并剖析了极端条件下项目施工过程中面临的核心挑战;然后提出从多维度构建施工技术管理保障体系,并对该体系开展了运行实践分析;最后对施工技术管理保障体系的实施成效进行分析,并给出了经验启示。研究结果表明:本项目实施过程中面临环境极端化、技术复合化、管理一体化 3 大核心挑战,从技术保障、安全保障与生态协同保障 3 个维度构建了施工技术管理保障体系,推动了项目施工质量、施工安全、生态治理的协同运行,并为后续“沙戈荒”地区同类“新能源 + 生态治理”项目的建设施工提供了重要的核心经验。
摘 要:随着“双碳”目标的深入推进,混凝土-钢混合塔筒因在刚度和经济性上的显著优势,已成为陆上平原地区高塔筒风电项目的主流选择。然而,此种塔筒的施工工艺复杂,叠加平原地区特有的软土地质、季节性强风及密集的交叉作业,给项目管理带来了严峻挑战。首先分析了风电机组选址与村民阻工引发的项目进度滞后风险,揭示了村民阻工对工期的深层影响根源;然后剖析了塔筒吊装施工中因同心度偏差、预应力张拉及涡激振动等因素引发的安全风险,并提出了相应的技术管控与防范措施;与此同时,分析了风电机组的机舱、叶片等吊装时的安全分析与应对措施。研究结果表明:1)项目进度风险主要源于外部协调与内部管理双重因素。风电机组选址需统筹技术条件与社会环境要素,应重点关注已批未建设施的避让及民俗敏感区的摸排;村民阻工是进度滞后的核心诱因,其本质多为补偿利益纠纷。2)混凝土-钢混合塔筒中钢塔段的吊装作业是施工安全管控的重中之重。塔筒对安装精度要求极高,施工中需严格把控同心度测量,确保结构受力符合设计工况。预应力张拉作为连接塔筒与基础的关键工序,易形成交叉作业,应特别注意进行风险识别和安全管控,并规范钢绞线切割工艺。3)应重视风速带来的施工安全风险。平原地区突发性强风易引发塔筒钢塔段产生涡激振动,必须综合运用扰流板、缆风绳等物理防振措施,并结合气象预测,利用窗口期连续作业,以降低项目施工安全风险。
摘 要: 目前, 添加剂工程已被视为制备高质量多晶膜的一种潜在方法, 石墨相氮化碳 (g-C3N4) 因具有成本低和光热稳定性好等优异性能, 已在各种钙钛矿器件中发挥了良好的优化作用。基于此, 提出一种利用 4-羧基 -3-氟苯基硼酸 (BF) 修饰 g-C3N4, 从而合成具有 D-π-A 结构的纳米片 (即 BFCN 纳米片)。首先将 BFCN 纳米片引入到三阳离子钙钛矿薄膜中, 分析了其对钙钛矿薄膜形貌和晶体结构的影响, 然后从短路电流密度、陷阱填充极限电压、缺陷态密度、填充因子、光电转换效率等方面分析了 BFCN 对钙钛矿太阳电池发电性能的影响。研究结果表明: 1) BFCN 纳米片的引入有效钝化了钙钛矿中未配位的阴阳离子, 降低了缺陷态密度, 不仅提高了钙钛矿薄膜的晶体质量, 还抑制了非辐射复合过程, 提升了钙钛矿太阳电池的各项发电性能参数。2) 通过将 BFCN 引入结构为 ITO/SnO2/CsFAMA/Spiro-OMeTAD/Ag 的钙钛矿太阳电池, 使此类太阳电池的光电转换效率最高可达到 23.98% 。
摘 要: 系统平衡 (BOS) 成本是光伏发电项目是否实施的决定性因素。以沙特阿拉伯利雅得地区某光伏发电项目为研究背景,探讨光伏组件版型对光伏发电系统 BOS 成本的影响。首先介绍了光伏发电系统 BOS 成本的影响因素;然后遵循单一变量原则,以 G12R-66 和 G12-66 这 2 种版型的光伏组件(下文分别简称为 “G12R 组件” 和 “G12 组件”)为例,详细分析了光伏组件版型对光伏组件运输单瓦成本、光伏阵列安装单瓦成本、直流电缆单瓦成本、光伏支架单瓦成本等可变 BOS 成本的影响,并对不同光伏支架方案下采用不同版型光伏组件时的 BOS 单瓦成本进行了详细计算和对比分析。研究结果表明:1) 运输时,光伏组件的集装箱利用率越高,其运输单瓦成本的优势越明显;单块光伏组件的峰值功率越高、尺寸越大,光伏组件现场搬运和安装、光伏支架安装越具有议价优势;光电转换效率相同情况下,光伏组件的尺寸越大,直流电缆用量越少。2) 特定设计条件下,在固定式光伏支架方案与多电机驱动平单轴跟踪式光伏支架方案中,2 种版型光伏组件的光伏支架单瓦成本接近,而 G12 组件的直流电缆用量更少、光伏阵列安装单瓦成本更低,因此其 BOS 单瓦成本更具优势。3) 特定设计条件下,在单电机驱动平单轴跟踪式光伏支架方案中,由于 G12 组件的光伏支架利用率较低,导致其 BOS 单瓦成本处于劣势;增加光伏支架极限长度使 2 种版型光伏组件的光伏支架利用率基本相同后,二者的 BOS 单瓦成本基本一致,G12 组件具有略微优势。
摘 要: 采用有限元法 (FEM) 对光伏建筑一体化 (BIPV) 组件进行了力学模拟分析。首先对传统 BIPV 组件建立了力学模型, 基于该力学模型, 对其在标准加载条件和屋顶不同上人工况下的力学特性进行了模拟, 并通过优化传统 BIPV 组件结构, 得到光伏瓦, 对其在特定工况下的力学性能进行了分析。分析结果表明: 1) 在屋顶 2 种上人工况下, 传统 BIPV 组件的最大位移均超过了 0.96mm, 说明这 2 种工况下传统 BIPV 组件均被损坏。2) 在 2 个人同时上屋顶的工况下, 相较于传统 BIPV 组件, 光伏瓦的位移更小, 这主要归因于其玻璃厚度更大、光伏组件宽度更窄的设计特点。这种结构使光伏瓦产生的弯曲力矩更小, 从而在力学性能上实现了更高的安全冗余。
摘 要:针对双面光伏发电系统发电量预测中存在的双面增益效应建模不足、温度非线性效应量化缺失、多源异构数据整合障碍等核心问题,提出了一种基于元数据模型的双面光伏发电系统发电量预测方法,该方法通过光伏组件类型配置实现了单面与双面光伏发电系统的兼容适配。首先基于“光伏组件类型-双面系数-总太阳辐照度”规则构建了元数据模型,可支持双面光伏组件的动态计算与多源异构数据接入;然后构建基于太阳辐照度分区的混合回归发电量预测模型,由二次多项式回归和对数回归2个部分组成,用于量化温度非线性效应,通过结构化查询语言(SQL)触发器实现参数实时优化;最后以某双面光伏电站为工程场景,对所提出的发电量预测方法进行了验证,并对混合回归发电量预测模型开展了预测精度分析。研究结果表明:该基于太阳辐照度分区的混合回归发电量预测模型解决了传统发电量预测模型的双面增益效应静态建模缺陷和高温场景下光伏电站发电效率陡降的建模难题;可支持气象站、PVsyst软件、数据采集与监视控制(SCADA)系统数据的ISO 8601时间戳对齐,实现了多源异构数据融合预处理;可实现光伏发电系统发电量的快速预测,且模型精度达到了工程应用级精度。研究成果为光伏电站设计提供了兼具理论创新性与工程实用性的发电量预测解决方案。
摘 要:矿区低碳供热改造是中国“双碳”目标的重要方向,通过充分利用矿区的可再生能源与余热资源,对矿区进行能源结构重整,是推动矿区供热低碳化和低碳矿山建设的重要方向。基于不同供热技术路线,构建了太阳能供热系统、矿井水水源热泵供热系统、矿井乏风源热泵供热系统、蓄热式电极锅炉供热系统和燃煤锅炉供热系统的相关分析模型;然后以陕西省榆林市某矿区的工业厂房建筑采暖为例,分析其热负荷与资源特征,并对不同供热系统的容量配置、技术经济、环境进行了对比分析。分析结果表明:1) 太阳能、矿井水水源热泵、矿井乏风源热泵、蓄热式电极锅炉等低碳供热方式均可实现燃煤锅炉供热方式的替代。2) 太阳能供热系统的初始投资成本相对较高,但长期来看,其在年综合供热成本方面具有较强优势,且其二氧化碳排放量仅约为燃煤锅炉供热系统的6.3%,环保优势突出;矿井水水源热泵供热系统和矿井乏风源热泵供热系统受电价影响,二者的年综合供热成本均高于蓄热式电极锅炉供热系统,但均显示出较好的二氧化碳减排效益;蓄热式电极锅炉供热系统的二氧化碳排放系数受电力系统能源结构和电网二氧化碳排放系数的影响较大。分析结果可为矿区供热低碳发展路径提供决策支撑。
摘 要: 随着 n 型 TOPCon 光伏组件的全球规模化应用, 其弱光性能已成为影响系统能效比 (PR) 的关键因素之一, 会显著影响光伏发电系统在实际工况下的能量产出。首先对光伏组件弱光性能的评价指标与关键影响因素进行了分析; 然后通过开展多源实测数据对比, 从主流光伏组件制造商的公开文档数据、第三方检测机构的实测数据、光伏组件制造商的出厂实测数据 3 个角度对 n 型 TOPCon 光伏组件的弱光性能进行了分析; 最后基于实际工程项目分析了弱光性能对系统 PR 的影响, 揭示了 n 型 TOPCon 光伏组件 PAN 文件 (PVsyst 软件中的光伏组件参数文件) 参数失真问题对系统 PR 预测的影响规律, 并提出了建议。研究结果表明: 1) 在单二极管等效电路模型中, 并联电阻是主导 n 型 TOPCon 光伏组件弱光性能的电学参数。并联电阻越大, 光伏组件的弱光性能越优异。2) 当前市场主流 n 型 TOPCon 光伏组件在太阳辐照度为 200W/m2 的弱光工况下的弱光损失率普遍分布在 3%~5% 区间, 可作为行业参考基准。3) 部分光伏组件制造商提供的 PAN 文件, 在拟合过程中采用过度理想化的参数, 导致通过 PVsyst 软件仿真得到的系统 PR 预测结果偏高。在以系统 PR 为核心考核指标的严苛工程合同约束下, 此类偏差可能使项目在验收阶段面临巨额性能罚款, 甚至整体被拒收的重大履约风险。4) 基于实测数据提出了 PAN 文件关键参数的合理取值范围, 并给出了风险防控机制建议, 为光伏发电项目实施提供了可靠的技术依据。