行业观察

• 钙钛矿光伏组件在集中式光伏电站中的应用前景分析

  上官炫烁;魏超;唐梓彭;张骏;何梓瑜;

  在光伏发电竞价、平价上网已成为市场基本态势的背景下，高光电转换效率、低成本的光伏组件是光伏产业持续快速发展的必然需求。当前，占据市场主导地位的晶体硅光伏组件的光电转换效率提升有限，且生产成本持续上涨，而发展和应用新一代高光电转换效率、低成本的光伏发电技术是破局核心。钙钛矿太阳电池具有理论光电转换效率高、峰瓦成本低、生产能耗小、功率温升损失小等优势，发展潜力巨大。根据当前钙钛矿光伏组件的生产成本和技术水平，通过对其进行技术性及经济性分析，并与单晶硅光伏组件进行对比，分析钙钛矿光伏组件在集中式光伏电站中的应用前景。

  2022年08期 No.340 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K]
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• CIGS-BIPV示范建筑的日发电性能分析

  董力;

  以惠州市潼湖科技创新小镇的铜铟镓硒建筑光伏一体化(CIGS-BIPV)示范项目为例，对该示范项目中示范建筑不同朝向立面上的铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件在夏季、冬季典型日的发电量特点和变化规律进行分析，结果显示：1)初夏的5月12日，安装在东南侧、西南侧、东北侧的CIGS薄膜光伏组件的日发电量大体相当，西南侧安装的CIGS薄膜光伏组件与东南侧、东北侧安装的CIGS薄膜光伏组件的日发电量曲线大致呈镜像关系。2)初冬的11月22日，安装在东南侧、西南侧的CIGS薄膜光伏组件的日发电量大体相当，均是安装在东北侧的CIGS薄膜光伏组件的约3倍。3)安装在东南侧、西南侧的CIGS薄膜光伏组件在11月22日的高效率发电时长高于其在5月12日的，发电量更大；安装在东北侧的CIGS薄膜光伏组件在5月12日的发电量是在11月22日的2.5倍。该研究结果可为采用薄膜光伏组件的BIPV项目和低纬度沿海地区的光电建筑应用提供借鉴。

  2022年08期 No.340 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1968K]
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• 光伏阵列倾角与土地成本双因素影响下的光伏发电项目经济性分析研究

  王怀斌;胡芳;刘伊雯;

  采用PVsyst软件，对光伏阵列倾角与土地成本双因素影响下的光伏发电项目经济性进行了研究和分析，分析了光伏阵列倾角与倾斜面上总太阳辐射量及光伏发电项目实际发电量的关系，计算了不同光伏阵列倾角和不同单位土地租金下光伏场区占地面积、土地年租金，以及光伏发电项目的平准化度电成本(LCOE)。研究结果表明：在光伏阵列倾角及土地成本双因素的共同影响下，随着光伏阵列倾角的增大，项目的 LCOE呈先下降后上升的趋势，存在一个光伏阵列倾角使LCOE最优，且该光伏阵列倾角与项目发电量最高时对应的光伏阵列倾角可能不同。不同单位土地租金下，项目的 LCOE最优时对应的光伏阵列倾角可能不同，随着单位土地租金提高，项目的 LCOE最优时对应的光伏阵列倾角逐渐降低。

  2022年08期 No.340 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
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学术研究

• 光伏组件结构最优设计方案的模拟研究

  张汉中;孟文俊;

  以光伏组件能承受的荷载条件为研究对象，在光伏组件采用夹具固定方式固定在光伏支架的前提下，针对光伏组件的夹具安装间距、夹具安装数量和边框横截面尺寸3个变量，提出了4种光伏组件结构设计方案，分别进行仿真分析和研究，综合比较后选出光伏组件结构最优设计方案。研究结果表明：1)方案4不仅能满足光伏组件的承载设计要求，且光伏组件整体的变形量最小，最大等效应力值最小，安全裕度大，边框横截面尺寸小，光伏组件不容易产生隐裂和碎片缺陷，因此方案4为光伏组件结构最优设计方案；2)光伏组件最大变形处发生在光伏面板中部区域，且最大变形处容易出现裂纹及碎片缺陷。研究结果在节省材料的同时提高了光伏组件的使用寿命，为光伏产业的结构优化提供了技术支撑。

  2022年08期 No.340 27-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 3320K]
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• 雾霾天气下的光伏电站输出功率预测方法研究

  马明;吕清泉;朱红路;侯汝印;

  预测光伏电站输出功率对于光伏发电并网和电网安全运行具有重要意义，但雾霾天气的存在，对光伏电站输出功率预测产生了不利影响。针对这一问题，利用空气质量指数(air quality index,AQI)设计了雾霾天气下的光伏电站输出功率预测方法。以中国的某座城市为例，分析了不同雾霾天气下AQI与光伏电站输出功率折损率之间的相关性，证明了雾霾会对光伏电站的输出功率产生显著影响，并验证了以AQI=150作为判定AQI是否成为预测模型输入参数的阈值是可行的。该方法显著提高了在雾霾天气下得到的光伏电站输出功率预测精度，同时保证了空气质量较好时输出功率的预测精度。

  2022年08期 No.340 37-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2159K]
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• 不同分析数据进行风速代表年订正的可靠性研究

  朱金阳;王聪;黎波;

  由于风资源的年际变化，风资源评估和风电场发电量计算中很重要的一项工作是风速的代表年订正。风资源工程师通常利用不同分析数据(气象站数据、再分析数据、中尺度数据)对测风塔的实际测风数据进行代表年订正，以此得到的风速来计算风电场的年发电量。不同的分析数据得到的风速订正量不同，甚至对大、小风年的判定结果也不相同，因此考察各种分析数据在判定大、小风年，代表年订正时的可靠性十分有必要。在排除限电等外界影响因素的情况下，风电机组的实际发电量最能反映风电场建成后当地风资源的年际变化，首次提出借助实际发电量数据来评判不同分析数据进行代表年订正时可靠性的方法，并通过2个已投产风电项目案例对该方法进行验证。研究结果表明：在再分析数据(ERA5、MERRA2)和中尺度数据(DATA1)中，采用ERA5进行代表年订正具有较好的可靠性；降尺度数据对风电场大、小风年的代表性减弱，更适合缺少实际测风数据情况下的风电项目的宏观选址。

  2022年08期 No.340 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1790K]
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• 利用光伏电站备用容量平滑系统功率波动的研究

  李志栋;马金鹏;薛涛;任效效;

  为了抑制光伏电站输出功率波动性的不利影响，提出了一种利用光伏电站备用容量平滑系统功率波动的方法。该方法通过优化设计光伏电站备用容量并结合自动发电控制策略，可提高光伏电站实际输出功率低值，进而降低输出功率的波动性。虽然增加光伏电站备用容量会导致其度电成本略有上升，但可使其具有一定的功率调节能力，可降低以新能源电力为主体的新型电力系统的边际成本。

  2022年08期 No.340 50-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1734K]
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技术应用

• 基于物联网的太阳能LED路灯智能照明云控制系统的设计与研究

  张艳红;修强;李强;林闽;

  针对传统太阳能LED路灯照明系统普遍存在的故障判断困难、巡检难度大、人力成本高等问题，设计开发了一种具有远程智能化控制的基于物联网的太阳能LED路灯智能照明云控制系统；从系统构架、硬件设计、平台建设、实验测试等方面，详细介绍了该云控制系统的设计与研究过程，并对该云控制系统的运行工况进行了实验测试。测试结果表明：基于物联网的太阳能LED路灯智能照明云控制系统可随时掌握太阳能LED路灯的运行工况并进行远程控制，及时发布故障警示，可满足道路照明智能化监测、运维的需要，实现了远程智能化控制，具有广阔的应用前景。

  2022年08期 No.340 55-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2194K]
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• 太阳能/直蒸式水源热泵耦合供暖系统的应用研究

  刘小溪;张昌建;胡文全;罗景辉;

  为解决农村采暖问题，设计了一种太阳能/直蒸式水源热泵耦合供暖系统；该系统日间利用太阳能供暖，同时将热量储存在蓄热水箱中；夜间采用水-冰相变释放的潜热供暖。实验结果显示：该系统在直蒸式水源热泵进口温度为15℃时的制热能效比COP为4.5；在直蒸式水源热泵出口温度为0℃时的制热能效比COP为2.9；系统性能稳定，水源热泵进口温度在-5～15℃的运行良好。经济性分析结果显示；该系统的运行费用较低。以期为河北省南部地区乡镇住宅采暖提供技术可靠、供暖稳定、初装成本较低的新型供暖系统。

  2022年08期 No.340 64-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1725K]
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• “PERC+SE”单晶硅太阳电池氧化工艺研究

  刘苗;张建军;张永;许志卫;李景;

  “PERC+SE”单晶硅太阳电池制备过程中，相较于传统的酸抛工艺，在碱抛光工艺之前(即氧化环节)先要制备氧化层SiO_2膜作为掩膜，以保护硅片正面。目前，行业内主要有2种制备SiO_2膜的方式，一种是采用管式扩散炉，另一种是采用链式氧化炉。从实际应用来看，相较于管式扩散炉，链式氧化炉的生产线兼容性更好，产能也更高；而从理论上来看，管式扩散炉比链式氧化炉制备的SiO_2膜更加致密，膜层对掺杂区域的保护也更好。对于这2种设备，从制备的SiO_2膜厚度，硅片氧化前、后和碱抛光后的方块电阻变化，以及制得的“PERC+选择性发射极(SE)”单晶硅太阳电池的电性能3个方面进行详细对比。结果显示：管式扩散炉与链式氧化炉制备的SiO_2膜对SE激光重掺杂区域的保护效果略有差别，但对太阳电池电性能的影响较小，可忽略。因此，结合生产线兼容性及产能情况，链式氧化炉比管式扩散炉更具有推广优势。

  2022年08期 No.340 70-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1695K]
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• 小型移动式光伏扬水系统的开发

  徐向宇;徐政;陈锐坚;

  为解决偏远地区分散居住人口的用水问题，设计开发了小型移动式光伏扬水系统。以电动三轮车为移动载体，集成了光伏阵列、充放电与逆变控制器、水泵、电缆盘、水管车及水桶，根据实际应用中扬程多变的特点，水泵选用适应性更强的潜水螺杆泵，并以电动三轮车标配的蓄电池组作为小型移动式光伏扬水系统的储能单元。光伏阵列既能在电动三轮车停车时向蓄电池组充电或驱动水泵，又能在电动三轮车行驶过程中直接提供行驶动力。实验结果表明：设计开发的小型移动式光伏扬水系统的操控简单，性能良好，仅依靠太阳能就能满足取水、出行与运输等多用途需求，具有广阔的应用前景。

  2022年08期 No.340 75-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 2199K]
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• 四川省某光伏发电项目的光伏支架选型设计

  吴迪;田密;廖心言;

  以2021年建设的四川省某光伏发电项目为例，针对其光伏支架选型设计，利用平准化度电成本(LCOE)对该项目分别采用固定倾角式、固定可调式、平单轴和带倾角的平单轴4种光伏支架进行定量分析，从而得到LCOE最低时的光伏支架方案。结果显示：本项目在地势平坦区域推荐安装采用2P方案(2块光伏组件竖排)的平单轴光伏支架，其他区域推荐安装固定倾角式光伏支架。

  2022年08期 No.340 84-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1931K]
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• 基于大数据平台的新能源企业智慧中台搭建

  李文燕;石宇;陈钊;潘博;杨成龙;彭顺峰;

  当前，中国的新能源发展日新月异，加上大数据时代的到来，新能源行业逐渐朝着信息化、一体化、数字化、智能化的方向发展。作为新能源行业主力军之一，风电行业存在风电场无法有效利用风电机组远程监控系统产生的大量数据的问题。针对此，搭建了一套基于大数据平台的新能源企业智慧中台。该智慧中台以Hadoop&Spark技术架构为基础，能够存储所有历史数据、实时数据、关系数据和视频图像数据等各种企业业务系统数据，并利用多种存储技术对数据的存储和管理进行定位分析与整合，实现底层基础数据和上层数据应用的连接，有助于促进新能源企业对数据的资产化管理。

  2022年08期 No.340 92-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1644K]
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