行业观察

• “双碳”目标下中国分布式光伏发电的发展现状和展望

  李明东;李婧雯;

  在当前实现碳达峰、碳中和目标的新形势下，中国的太阳能利用技术和应用场景迎来了新的发展时期，尤其是分布式光伏发电技术和应用场景，国家能源局也印发了相关政策鼓励其发展。梳理了中国光伏产业的发展现状，以及分布式光伏发电在发展过程中面临的主要挑战，对分布式光伏发电未来的发展前景进行了展望，并以某公司分布式光伏发电项目为具体案例进行了分析。

  2023年05期 No.349 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1264K]
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• 2021年全球太阳能热利用市场分析

  吕伟中;

  自2005年以来，国际能源署(IEA)下属的太阳能加热和冷却技术合作计划(SHC TCP)每年都会在其框架内发布《全球太阳能制热报告》，仅从中摘编2021年当年和累计的全球太阳能热装机容量及与太阳能热利用市场发展趋势相关的部分内容，并引用来自70多个国家的详细统计数据，以及部分国际机构和专家提供的数据，经整理、归纳和分析后得出相应结论，以供国内太阳能业内人士参考。

  2023年05期 No.349 11-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 2043K]
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• 无人机巡检在荒漠光伏电站中的应用研究

  王家万;

  随着国家碳达峰、碳中和战略目标的部署，光伏发电装机规模成倍增加。传统的人工巡检方式无法满足大规模荒漠集中式光伏电站(下文简称为“荒漠光伏电站”)的巡检要求，利用无人机代替人工进行光伏组件定期巡检成为新的应用趋势。对荒漠光伏电站中光伏组件的故障类型进行了分析，从不同角度对荒漠光伏电站中无人机巡检的技术要求进行了研究，并对某荒漠光伏电站的无人机巡检实际应用情况进行了介绍。研究结果表明：相比于传统的人工巡检方式，荒漠光伏电站采用无人机巡检保证了光伏电站在其生命周期内高效精准的运维，节省了人力资源，提高了经济效益，有效解决了传统人工巡检时不易发现光伏组件热斑、隐裂等缺陷，以及不易发现部分光伏组件不发电等问题，对光伏电站运营企业利用科技手段提升大规模光伏电站的管理水平具有十分重要的参考意义。

  2023年05期 No.349 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K]
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学术研究

• 考虑环境风时碟式太阳能热发电系统用腔式吸热器的热性能模拟

  王晓文;屠楠;方嘉宾;王驰宇;刘晓群;刘家琛;

  吸热器是碟式太阳能热发电系统中集热系统的关键部件，为了探究环境因素对吸热器热性能的影响，利用光线追踪和数值计算的方法，在考虑环境风的情况下，对腔式吸热器进行了不同工况时的热性能模拟，讨论分析了太阳高度角、环境风风向、风速及传热工质进口状态对腔式吸热器热性能的影响。结果表明：太阳高度角越小，腔式吸热器对流热损失越大；随着环境风风向角的增大，无论风速如何，腔式吸热器的热损失都呈现先减小后增大的趋势，当风向角为135°时的热损失最小，风向角小于45°时的热损失较大；任何风向下，腔式吸热器的热损失都随着环境风风速的增大而增大，且在0°和45°风向角下，腔式吸热器对于风速变化较为敏感；传热工质进口流量的增加会提升腔式吸热器的热性能，进口温度的提高则会降低腔式吸热器的热性能，且对其影响的规律呈线性。

  2023年05期 No.349 29-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 2101K]
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• 3A级大型脉冲式太阳模拟器的仿真与实现

  袁五辉;丁官元;刘海波;袁驰;李颂战;

  在光学仿真软件LightTools环境下设计了一种由长弧氙灯、椭球面矩形反射体、光学挡光板等部件构成的大面积、近距离的3A级大型脉冲式太阳模拟器，对椭球面矩形反射体的曲面系数和曲率，以及光学挡光板的大小、形状、位置等参数进行研究与优化，并制造了大型脉冲式太阳模拟器原型系统的实物。实测结果表明：在距离光源4 m位置的辐照面(3 m×2 m)上，平均辐照度在1000±5 W/m~2时获得的辐照不均匀度及辐照不稳定度分别低至1.86%和0.289%，在300～1200 nm波长范围内的光谱匹配度为0.91～1.08，达到IEC60904-9:2020标准中关于3A级太阳模拟器的要求。该原型系统的成功研制为光伏、育种、航天等领域的应用提供了技术支持和实践经验，为国家碳达峰及碳中和目标的实现提供了助力。

  2023年05期 No.349 39-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2126K]
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• 不同刚度弹性支撑下风力发电机振动响应特性研究

  张长春;王潇;陈建鹏;白聪儿;贾季涛;余清清;

  风力发电机是整个风电机组的核心部件，其振动响应特性直接影响风电机组的运行状况和使用寿命。针对4、7、15 kN/mm这3种刚度的弹性支撑，利用加速度传感器对某型号风力发电机的驱动端和非驱动端水平、垂直和轴向的振动响应特性进行实验研究，并利用频谱云图分析风力发电机驱动端和非驱动端在垂直方向振动响应下的表现。实验结果显示：在振动有效值分析中，4、7、15 kN/mm弹性支撑下风力发电机分别在转速1126、1232和1444 r/min附近出现速度有效值共振峰值，由其得到的固有频率与仿真计算得到的结果误差小于3%；通过频谱云图发现，风力发电机驱动端和非驱动端振动响应在7 kN/mm弹性支撑下整体表现更好。该研究结果表明了不同刚度弹性支撑下风力发电机共振特性实验研究的有效性；频谱云图的峰值分析方法可为风力发电机弹性支撑选型提供依据，具有实际工程意义。

  2023年05期 No.349 47-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2476K]
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技术应用

• 熔盐槽式聚光集热镜场的夜间防凝运行方案研究

  牛东圣;王彦普;周治;赵亮;

  基于某熔盐槽式聚光集热供汽-供暖项目，针对夜间熔盐排空方案和夜间熔盐低速循环方案这两种主要的镜场夜间防凝运行方案，分别从方案的技术特点、需要配置的设备、运维难易程度、运维成本，以及方案优缺点等方面进行了全面的分析计算和比选研究。研究结果表明：1)采用夜间熔盐排空方案时，熔盐槽式聚光集热镜场的热损失较小，但聚光集热系统整体有效工作时间减少，导致整体的集热量和产出的蒸汽量减少，同时该方案对运维水平的要求较高；2)采用夜间熔盐低速循环方案时，熔盐槽式聚光集热镜场的热损失较大，配置的设备初始投资较高，但整体的运维成本及运维难度均较低；3)针对熔盐槽式聚光集热镜场，建议采用“夜间熔盐低速循环+防凝电加热器补热”的防凝运行方案，能够以较低的综合成本获得较好的运行效果。

  2023年05期 No.349 56-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K]
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• 熔盐塔式太阳能热发电站中蒸汽发生系统水循环方式的对比分析

  牛亚兵;任亚军;王彦普;张思远;

  蒸汽发生系统水循环方式的选择对熔盐塔式太阳能热发电站的投资经济性及安全稳定运行至关重要。对熔盐塔式太阳能热发电站的蒸汽发生系统进行了介绍，对蒸汽发生系统的两种水循环方式——自然循环方式和强制循环方式进行了技术性和经济性对比分析。分析结果表明：在目前熔盐塔式太阳能热发电站采用高温、超高压参数下，自然循环方式及强制循环方式技术路线均能满足熔盐塔式太阳能热发电站蒸发换热的需求；若选择强制循环方式，在设备选型时，应将强制循环泵的结构及运行环境作为重点进行综合分析；结合国内已建成的熔盐塔式太阳能热发电项目的运行经验及太阳能热发电技术的发展趋势，熔盐塔式太阳能热发电站蒸汽发生系统的出口主蒸汽压力在亚临界以下(<16 MPa)时，从技术性、经济性及运行维护方面综合考虑，水循环方式推荐采用自然循环方式。以期为熔盐塔式太阳能热发电站蒸汽发生系统的设计选型提供参考。

  2023年05期 No.349 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1589K]
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• 太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术的性能研究

  陈广平;樊海鹰;王恩宇;沈海笑;张学友;王志;

  填埋垃圾的厌氧发酵需要较高的温度，由于中国北方地区冬季的气温低，垃圾填埋场的厌氧发酵速度较慢。为解决这一问题，提出太阳能-埋管换热器增温填埋垃圾技术，建立垃圾填埋体及其周边区域的3D物理模型，采用试验和数值模拟的方法，对垃圾填埋体内部的增温效果和传热性能进行了研究，并对试验结果和数值模拟结果进行了相互对比验证。研究结果表明：埋管密集处垃圾填埋体的温度变化显著，热量向上传递多于向下传递；在晴天白天，埋管换热量呈现先升高后降低的变化趋势；2021年9月23日—12月21日，垃圾填埋体的日平均温度的平均值为36.3℃，增温加热期内，垃圾填埋体传热系数的平均值为32.5 W/(m2·K)；随着埋管内水流量在0.4～1.0 m3/h内增加，垃圾填埋体的日平均温度和单位体积换热功率均逐渐增加，且增加趋势逐渐平缓，埋管内水流量增加至1.0 m3/h时，模拟得到的垃圾填埋体日平均温度为37.0℃，单位体积换热功率为52.9 W/m3。

  2023年05期 No.349 69-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2231K]
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• 山地光伏支架及其新型基础形式的应用分析

  向伟;

  由于国家对能源的战略部署及其规划，山地光伏电站得到了迅速发展，为提高此类光伏电站的设计质量，增加其经济效益，以山地光伏电站的光伏支架(下文简称为“山地光伏支架”)结构及其基础形式为研究对象，对山地光伏支架设计采用固定式可调支架的必要性及其优势进行分析，并对设计、施工时的控制要点进行说明；对能与固定式可调光伏支架结合的微孔钢管灌注桩基础的受力性能及其优势进行介绍，并指出了其设计控制参数。以期可为固定式可调光伏支架及其微孔钢管灌注桩基础的设计应用及推广提供一个安全、经济的比选方案。

  2023年05期 No.349 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2433K]
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• 限功率运行下风电场的发电量计算研究

  赵青;雷鸣;李诚;

  近年来，在风电机组招标后风电场的总装机规模难以做到与批复时的装机规模一致，为满足批复文件的输出功率限制要求，风电场在实际运行过程中需考虑风电机组的限功率运行。而风电项目前期设计过程中并未详细考虑其后续实际的限功率运行状况，若以等效满负荷小时数同比例估算限功率运行后的风电机组年发电量，得到的结果往往偏小。通过对比限功率运行时各种风电场年发电量计算方法的优缺点，提出一种全局迭代寻优策略。结果显示：1)采用年等效满负荷小时数折算法得到的限功率运行时风电场年发电量会明显低估风电场理论年发电量，当项目收益在盈亏平衡点附近时应避免采用该方法。2) Meteodyn WT软件建立的模型质量决定了全局迭代寻优策略结论的准确性，在使用该方法时需要通过多塔交叉检验、同塔切变检验等多种方式对模型进行验证。使用该方法得出的限功率运行策略易于实施，且能最大化提高风电场总体效益。

  2023年05期 No.349 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1866K]
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