行业观察

• 薄膜光伏发展现状及建筑应用特性研究

  王博渊;孙峙峰;王珊珊;王萌;张博宇;张昕宇;

  光伏利用是建筑领域实现“双碳”目标的必要途径，薄膜太阳电池技术作为多部委重点推动的技术路线，对其发展现状、建筑应用特征及产能特性开展了研究。研究结果表明：近年来，全球薄膜光伏组件3年间的年产量增长率超过40%，国产CdTe与CIGS光伏组件量产的平均组件效率分别达15.8%和16.5%。薄膜光伏组件适用于弯曲、倾斜等复杂表面，可制成夹胶玻璃、彩色图案、透光幕墙，建筑适应性良好；其光谱响应范围宽，光电阈值低，可在弱光条件下持续发电。经实测，单晶硅光伏组件的单位装机面积年发电量比薄膜光伏组件的高19.6%，适用于屋顶空间有限、追求最大化发电量的场景；而薄膜光伏组件的年发电小时数比单晶硅光伏组件的高21.6%，在建筑表面装机空间充足时，相同装机容量下其整体发电性能更优。薄膜光伏组件的日有效发电时间长于单晶硅光伏组件，且发电曲线平稳，在低太阳辐照工况下展现出更强的发电可持续性。

  2025年03期 No.371 5-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2264K]
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• 近海FPV技术的应用现状与成本分析

  康信龙;吴迪;韩荣贵;

  近海浮式光伏发电(FPV)作为1种新兴的可再生能源利用形式，具有广阔的开发前景，有望成为未来光伏发电经济发展的增长点。概述了国内外近海FPV技术的应用现状，归纳了近海FPV现阶段面临的技术挑战；然后，通过建立近海FPV成本分析模型及假定合理的财务参数，对山东省某近海FPV项目的盈利水平进行评估，并采用单一因素分析法分析了影响项目投资收益的敏感性因素。研究结果表明：近海FPV面临的技术挑战主要集中在浮体及锚泊系统的设计、光伏组件对海洋环境的适应性；近海FPV项目在全生命周期中后期盈利，初始建设成本、上网电价和有效发电量对项目收益的影响最为显著；预测2030年全球FPV项目的平准化度电成本可降至0.012美元/kWh。

  2025年03期 No.371 15-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 2370K]
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• 中国阳台光伏发电市场发展前景探索

  朱良兵;

  阳台光伏发电作为1种面向终端用户的全新光伏发电应用形式，在全球能源转型和建筑节能减碳的背景下，展现出巨大的发展潜力。以德国阳台光伏发电的成功经验为参考，结合中国国情，分析了其在中国的市场潜力、市场现状及发展前景。研究结果表明：中国城镇住宅存量市场为阳台光伏发电提供了广阔的发展空间，但多部门协调管理、入户接网标准缺失、经济性不足等问题制约了其规模化发展；建议结合中国自身国情，完善政策支持、简化入户接网流程，并探索适合存量与新建住宅的市场模式。

  2025年03期 No.371 23-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1983K]
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• 内蒙古地区光伏发电工程的雪灾风险区划研究

  姜雨蒙;张馨元;东方;博格;孟岩钧;

  为了研究雪灾对内蒙古地区光伏发电工程建设和运营的影响，根据内蒙古地区内119个国家气象站的观测资料，通过地理信息系统(GIS)空间分析，利用气象灾害风险评价理论和层次分析方法，从致灾因子危险性、承灾体暴露度和承灾体脆弱性这3个评价因子的角度建立了雪灾风险区划模型，对内蒙古地区光伏发电工程的雪灾风险区划进行了研究。研究结果表明：内蒙古地区光伏发电工程的雪灾风险分布呈由西南向东北逐渐加重的趋势。低风险区主要分布在阿拉善盟、巴彦淖尔市北部与南部地区、鄂尔多斯市西部地区、赤峰市东部地区，以及通辽市的大部分地区。次低风险区主要分布在内蒙古西部偏东、中部偏西地区，赤峰市与通辽市的部分地区，以及兴安盟中部地区。中等风险区主要集中在呼和浩特市北部地区、包头市的少部分地区、乌兰察布市中西部地区，以及锡林郭勒盟的大部分地区。次高与高风险区相对比较集中，主要分布在锡林郭勒盟的少部分地区和呼伦贝尔市。针对内蒙古地区的光伏发电工程，应加强雪灾前期评估，将雪灾相关参数和报告纳入光伏发电工程前期可研评估的影响因素中，提高工程防御雪灾的能力；建立相应的雪灾应急预案，结合气象部门的气象预警信息或相应的预警产品，完善应急响应机制，将雪灾的影响降到最低。

  2025年03期 No.371 29-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2121K]
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学术研究

• 光伏组件相对温度系数测试解决方案研究

  冯云峰;张辉;冯晓莹;张鹤仙;王水威;陈晓;

  提出了1种光伏组件相对温度系数测试解决方案(下文简称为“解决方案”)，其采用集成了比例-积分-微分(PID)恒温控制系统的脉冲式太阳模拟器；然后选取TOPCon双面双玻、HJT双玻、背接触(BC)单玻光伏组件对该解决方案进行了测试验证。研究结果表明：1)该解决方案可以将温度偏差控制在±1℃、在5～10min内快速完成光伏组件温度均匀性整定并进入精确测试过程；同时其采用已获得专利的高效I-V测试方案，有效减少了由电容效应引起的瞬态误差。各类光伏组件的测试结果表明，恒温5～10 min与恒温30 min的测试结果具有高度一致性，并表现出较高的稳定性和可重复性。该解决方案在温度控制、测试精度和测试效率方面均具有显著优势。2)在测试双面光伏组件单面工作时的相对温度系数时，创新性地避免了对双面光伏组件背面进行遮挡的测试需求，进一步提高了测试的便捷性和效率。研究结果为光伏组件的性能评估提供了更加高效和精准的测试方法，也为光伏测试设备的进一步发展和行业技术进步提供了新的视角和思路。

  2025年03期 No.371 36-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1955K]
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• 山地大型柔性支架光伏阵列风场特性的数值模拟研究

  范信凌;张东栋;张斌;曾树元;肖鸿;高迎港;

  为了探究山地光伏电站场址地形与大型光伏阵列对风场特性的影响，以广东省恩平市100 m大跨度柔性光伏支架示范项目为研究对象，采用计算流体力学(CFD)方法开展3D数值风洞模拟计算，建立了山地光伏场区的山地表面地形模型与大型光伏阵列模型，开展了光伏场区的风场环境与采用柔性光伏支架的光伏阵列风荷载特性的分析研究。研究结果表明：1)项目场址来流方向的山地地形会阻挡风场来流，导致风速明显降低，山体遮挡效应明显；2)正南方向0°与180°来流方向下光伏组件的风荷载体型系数显著大于45°与135°来流方向下光伏组件的值，来流方向对光伏组件风荷载体型系数的影响较大。3)光伏阵列迎风面第1排(列)光伏组件的风荷载体型系数最大，1～3排(列)急剧衰减，往后缓慢减小并趋于稳定；光伏阵列外围光伏组件对其内部光伏组件的遮挡效应显著。研究结果可为光伏电站柔性光伏支架结构及基础的工程设计提供指导，有利于节约项目中柔性光伏支架与其基础的工程量，并且可为大风灾害的防治提供理论基础，有利于减少光伏电站的风致灾害隐患。

  2025年03期 No.371 45-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 3234K]
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• 县级区域风能和太阳能资源开发潜力精细化评估——以突泉县为例

  王雪琪;高金兵;叶冬;贾蓓西;胡玥明;申彦波;

  风能和太阳能资源的开发利用被认为是解决能源危机与气候问题的有效途径，详细了解县级区域的风能和太阳能资源分布情况及其开发潜力，对地方可再生能源开发利用规划和具体的工程选址等有重要的指导意义。基于风能资源数值模拟技术、SMARTS分光谱辐射传输模式、GIS空间分析技术等，综合考虑资源禀赋、地形、土地利用约束、永久基本农田、自然保护区、生态保护红线、规划政策等因素，构建了完整的县级区域风能和太阳能资源开发潜力精细化评估方法和流程。以内蒙古自治区突泉县为例，开展了千米级风能和太阳能资源开发潜力精细化评估。研究结果表明：突泉县风能资源丰富，风速和风功率密度的空间分布呈现西北高、东南低特征；太阳能资源呈西北高、东南低分布特征；建议将最佳倾斜面年总太阳辐照量在1900 kWh/m2的东南部地区作为光伏发电优先开发区，将可利用风能资源等级为“丰富”或“非常丰富”的九龙乡、水泉镇北部等地区作为风电优先开发区。

  2025年03期 No.371 56-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 3306K]
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• 熔盐罐温降计算模型的研究

  代少猛;魏源;霍晓光;李松刚;张墨耕;路金昌;

  熔盐罐是熔盐储能系统的重要组成部分，其保温性能直接影响到系统的运行效率和能耗。以某太阳能热发电项目中的熔盐罐为例，通过建立熔盐罐温降计算模型，研究了影响熔盐罐热损失和24 h温降的主要因素，并提出了熔盐罐保温效果优化措施。研究结果表明：1)熔盐温度、熔盐罐直径、熔盐液位和保温层厚度对熔盐罐24 h温降的影响较大，而环境温度和环境对流换热系数对24 h温降的影响较小。熔盐温度由290℃增至565℃，熔盐罐的24 h温降增加了0.52℃，约增加113%；熔盐罐直径从30 m增至45 m,24 h温降减少了约17%；熔盐液位由7 m升至13 m,24 h温降降低了约50%；保温层厚度由0.4 m增至0.7 m，熔盐罐24 h温降降低了约35%；熔盐罐24 h温降在环境温度年最高值和年最低值两种工况下相差不大，仅为0.1℃；环境对流换热系数由5 W/(m2·K)增至20 W/(m2·K)时，熔盐罐24 h温降仅增加0.02℃，说明其对熔盐罐24 h温降的影响较小。2)由于不同影响因素分析结果中熔盐罐侧壁和顶部的单位时间热损失占总热损失的比例均较大，约为73.6%～82.8%，而对于特定项目，熔盐罐的直径、熔盐液位、熔盐温度和环境温度均为给定值，因此在进行熔盐罐保温设计时，增加保温层厚度是减少熔盐罐热损失和24 h温降的有效措施。

  2025年03期 No.371 66-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 2219K]
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技术应用

• 基于碲化镉发电玻璃的光-储-充一体化停车场设计与研究

  李石秋;蒋锐;卿鹏;刘林;

  近年来，随着新能源汽车的保有量不断增加，传统停车场均面临大量充电桩改造的问题，发展光-储-充一体化的停车场已经成为一种趋势。传统的光-储-充一体化项目一般是使用晶体硅光伏组件，但在城市环境中晶体硅光伏组件存在美观性不足和安全隐患等问题，而碲化镉发电玻璃由于具有建材、发电双重属性，且兼具美观性与安全性，更加适用于城市环境。以位于成都天府软件园C区的基于碲化镉发电玻璃的光-储-充智慧微电网示范项目为例，从停车场布局设计、BIPV车棚设计、光-储-充一体化停车场电气系统设计等方面，提出了一套基于碲化镉发电玻璃的光-储-充一体化停车场设计方法，致力于为城市提供清洁稳定能源的同时，美化城市环境。研究表明：基于碲化镉发电玻璃的光-储-充一体化停车场拥有良好的环境效益、经济效益和社会效益，具有非常好的推广价值。

  2025年03期 No.371 75-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 2092K]
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• 原子层沉积工艺对TOPCon太阳电池电性能的影响研究

  朱少杰;王贵梅;程雅琦;王玉肖;许志卫;

  针对采用原子层沉积(ALD)工艺制备的Al_2O_3薄膜对TOPCon太阳电池电性能的影响进行了研究。研究结果显示：1)空间型沉积方式下制备得到的Al_2O_3薄膜厚度为9 nm时与时间型沉积方式下制备得到的Al_2O_3薄膜厚度为5 nm时得到的TOPCon太阳电池隐开路电压相同；且当两种沉积方式得到的Al_2O_3薄膜钝化效果相当时，制备得到的TOPCon太阳电池的电性能也无明显差异。2)当采用时间型沉积方式时，循环次数为32次时得到的TOPCon太阳电池的光电转换效率最高。3)相较于未进行臭氧预处理的TOPCon太阳电池，增加臭氧预处理后TOPCon太阳电池的光电转换效率并未得到提升，原因在于：(1)未进行臭氧预处理的TOPCon太阳电池在进行Al_2O_3薄膜沉积前会有双氧水清洗环节，起到了氧化作用，使硅与Al_2O_3薄膜界面之间形成了SiO_2层，已具备优异的表面钝化效果；(2)时间型管式ALD设备的供气方式导致臭氧在反应炉腔中不同位置的稳定性不同，尤其是炉尾位置硅片对臭氧的吸附程度较低。4)时间型沉积方式存在绕镀面积大，影响硅片背面外观的问题；空间型沉积方式虽然可有效解决绕镀问题，但其弊端在于设备占地面积大，单位面积产能低，且维护时间长，不利于大规模生产下的成本降低。

  2025年03期 No.371 82-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1966K]
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• 基于ANSYS的低温环境下的光伏组件弯曲研究

  周阳;徐春江;黄红娜;

  针对低温环境下光伏组件的弯曲变形问题，通过有限元分析软件ANSYS对不同环境温度、边框材料和边框结构下的光伏组件弯曲变形情况进行了仿真分析。分析结果表明：随着环境温度降低，铝边框光伏组件的变形量显著增加，且变形集中在光伏组件两端；-40℃环境温度下，35框(边框横截面厚度为35 mm)光伏组件整体的变形量略大于30框(边框横截面厚度为30 mm)光伏组件的变形量；-40℃环境温度下，聚氨酯边框光伏组件的变形量低于铝边框光伏组件的变形量，是严寒地区光伏组件边框的优选材料。

  2025年03期 No.371 90-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2381K]
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• 昆明市电建科研大厦综合能源系统的应用分析

  刘敏;范瑜;高海强;马锦浩;蒋利宏;韦庚男;

  在高层办公建筑中，仅依靠传统的电力系统和被动式设计，无法有效实现建筑的低能耗运行。以云南省昆明市电建科研大厦为例，通过将不同的建筑设计方式和包括多种可再生能源的综合能源系统应用于该办公建筑后，分析了该建筑的能耗与产能情况。研究结果显示：1)未采用综合能源系统时，本办公建筑的年总能耗约为295.53万kWh，建筑节能率为78.33%;2)采用综合能源系统后，本办公建筑的年节约电量为35.96万kWh，其年总能耗降至259.57万kWh，建筑节能率为80.97%，说明可再生能源的应用有助于建筑的节能减排；3)虽然本办公建筑的建筑产能与能耗的比值仅为12.17%，但可有效降低对外部能源的依赖。以期研究结果为推进办公建筑综合能源利用、低能耗运行提供设计策略和实践参考。

  2025年03期 No.371 97-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 3524K]
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