行业观察

• 水面光伏产业的发展趋势分析

  马晓东;于华明;张殿镇;黎舸;万江岳;蔡德泉;

  当前，在全球倡导能源转型和推广使用清洁能源的背景下，继水力发电后，光伏发电已成为全球各国电力的重要来源。随着近年来光伏产业的迅猛发展，地面光伏电站的建设开始逐渐趋于饱和，并出现诸多问题和缺点，而水面光伏电站凭借其诸多优势正在被各国开发与应用。与日本、美国等国家的水面光伏产业相比，中国的水面光伏产业起步较晚，但发展速度较快，已成为全球水面光伏发电装机容量最高的国家。在介绍中国水面光伏发电应用前景的基础上，介绍了水面光伏电站相较于地面光伏电站的主要优势，以及其他亚洲国家水面光伏产业的发展现状，并针对未来水面光伏产业的发展趋势提出建议。分析结果表明：水面光伏发电凭借能够改善水质、减少水体蒸发、提高光伏发电系统的发电效率、不占用陆地土地资源，以及建设和运行维护便捷等优势，正在被越来越多的国家大规模推广。

  2023年08期 No.352 5-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1805K]
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• 中国光伏产业人才培养现状与改革探析

  徐丰;乔路;吴頔;刘超;江华;冯海玉;

  近年来，在碳达峰、碳中和政策的引领下，中国光伏产业已进入高速发展阶段，产业进步的同时也对光伏产业人才培育提出了更高要求。经分析发现，中国国内光伏产业人才培养在专业人才供给数量、研发人才供给结构、人才培养学科体系等方面存在与产业高速发展不配套的问题。为满足产业高速发展带来的人才需求，新时期光伏产业人才培育应立足发挥企业孵化培育优势、吸引相关交叉行业人才、发挥产业集聚地区优势，进一步完善学科建设，从产业化需求出发推进核心课程改革；优化院校师资团队，在校企双导师制基础上提升光伏产业人才培养质量；加强产教融合，鼓励和企业联合开展合作。

  2023年08期 No.352 13-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1437K]
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• 考虑碳交易的高铁车站光伏发电潜力分析

  张蜇;闫姝蓉;贾利民;

  高铁车站具有广阔的可再生能源开发空间。基于高铁车站所在地的太阳辐射特点和光伏发电系统占用空间需求，提出车站宜用空间提取方法，进而计算车站宜用空间利用率；考虑光电转换效率、系统效率和光伏组件输出功率衰减机制，建立了高铁车站光伏发电量计算方法。通过分析高铁车站光伏发电项目运营模式，构建了考虑碳交易的高铁车站光伏发电项目全生命周期经济效益分析模型。通过京沪高铁沿线实例预估了高铁车站光伏发电项目的年发电量，并计算了不同运营模式下的经济效益。案例结果证明：不同运营模式下的高铁车站光伏发电项目均可以创造巨大的经济效益；由于车站自身用电需求较大，“自发自用、余电上网”模式下项目可实现免费供电。

  2023年08期 No.352 20-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1953K]
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学术研究

• n型TOPCon太阳电池PECVD路线磷活性掺杂技术的改善研究

  易辉;周塘华;邹佳朴;江庆;谌业斌;刘欢;

  针对n型TOPCon太阳电池采用PECVD技术时存在的磷烷耗量偏高、多晶硅磷活性掺杂浓度偏低和多晶硅层场钝化效果偏差的问题，通过进行不同的原位掺杂非晶硅沉积工艺实验和磷沉积退火实验来寻找合适的解决方式。实验结果显示：1)采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的多晶硅磷活性掺杂浓度平均值比采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的高2.19×1020/cm3;2)钝化效果方面，相较于采用恒磷烷流量原位掺杂工艺的实验片，采用变磷烷流量原位掺杂工艺的实验片的隐性开路电压和隐性填充因子分别高5 mV和0.42%;3)在采用变磷烷流量原位掺杂工艺的前提下，相较于采用常规退火工艺制成的太阳电池，采用磷沉积退火工艺制成的太阳电池的开路电压提高了3 mV，短路电流提高了0.02 mA，填充因子提高了0.54%，并联电阻增加了10Ω，光电转换效率提升了0.14%。采用PECVD技术路线制备TOPCon太阳电池时，变磷烷流量原位掺杂工艺搭配磷沉积退火工艺有明显的提升太阳电池光电转换效率的效果。

  2023年08期 No.352 29-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1963K]
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• 广西区域散射光合有效辐射的时空分布特征及其对糖料蔗碳汇量估算的影响研究

  谭宗琨;李政;谢映;丁美花;

  为解决因散射光合有效辐射(PAR)数据缺失而影响区域陆地植被光合潜力、碳汇量估算精度等难题，基于广西壮族自治区(下文简称为“广西区域”)内90个国家气象站1961—2020年的地面太阳总辐射、PAR、日照时数等观测数据及资料，构建了以日照时数为变量的散射PAR气候学非线性关系估算模型，对广西区域1961—2020年的逐日散射PAR量进行了估算；然后通过空间化构建了近60年的时次、日、月、季、年散射PAR量空间化数据集，分析了散射PAR量的空间分布特征、时间变化趋势，以及其与糖料蔗单产变化趋势的关系，并对糖料蔗的固碳量进行了初步估算。研究结果表明：1)广西区域的多年平均日散射PAR量的变化曲线呈单峰型变化，最大值出现在6月中旬，为14.60 mol/(m2·d)；最小值出现在12月下旬，为8.73 mol/(m2·d)。2)广西区域的不同季节的多年平均季散射PAR量具有明显的空间异质性。3)广西区域的多年平均年散射PAR量的空间分布总体呈现自西向东递减的趋势。4)广西区域1961—2020年的年散射PAR量距平值总体呈缓慢波动性上升趋势，平均上升幅度约为0.064 mol·m-2·d-1/10a；但季平均散射PAR量的年际变化不同步，冬季、春季呈现波动性下降趋势，而夏季、秋季呈上升趋势。5)广西区域1961—2020年夏季、秋季及年度的散射PAR量与广西区域的糖料蔗单产年度变化趋势大致同步，引入散射PAR参数估算得到的糖料蔗固碳量比传统方式估算得到的固碳量高出2.45%～25.99%。

  2023年08期 No.352 39-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2888K]
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• 光伏焊带对光伏组件输出功率及老化可靠性的影响研究

  钱兵;何飞;陈如意;周扬;黄国平;

  光伏组件中太阳电池之间的连接方式一般采用金属光伏焊带。首先通过光伏焊带的抗拉强度、断裂伸长率、屈服强度和电阻率的分析，研究了不同光伏焊带规格尺寸对其基本性能的影响，并分析了不同光伏焊带规格尺寸对光伏组件电性能参数的影响；然后通过焊接后太阳电池主栅与光伏焊带之间的焊接拉力情况，分析了不同光伏焊带规格尺寸对太阳电池焊接工艺的影响；最后通过光伏组件热循环(TC200)老化测试分析，研究了不同光伏焊带规格尺寸对光伏组件老化可靠性的影响。研究结果表明：随着光伏焊带厚度的减小，其抗拉强度和屈服强度不断降低，电阻率增加，导致制备的光伏组件的短路电流和输出功率均减小，且太阳电池正面和背面的焊接拉力均逐渐降低；经过TC200老化测试后，光伏组件在主栅方向的电致发光(EL)图像逐渐变暗，导致光伏组件的老化可靠性降低。

  2023年08期 No.352 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 2058K]
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技术应用

• 采用双面光伏组件的光伏电站在系统集成设计中应考虑的因素分析

  王忆麟;

  采用双面光伏组件是一种能够有效提升光伏电站发电量的手段。基于双面光伏组件的特点，通过列举行业内常用的双面光伏组件辐照度数学模型，对影响双面光伏组件发电量的地面反射率、前后排光伏阵列间距、光伏组件最佳安装倾角和光伏组件离地高度这几个主要因素进行了研究，并通过PVsyst软件对这几个主要因素进行了逐一仿真验证，从实际应用角度提出了采用双面光伏组件的光伏电站在系统集成设计中应考虑的几个因素。研究结果表明：1)双面光伏组件的最佳安装倾角比单面光伏组件的最佳安装倾角大，根据地区、地面反射率的不同，二者的差值大致在2°～10°之间；2)提高光伏组件离地高度可以增加双面光伏组件的发电量，而发电量增益大小会因光伏组件所在地纬度的不同有所不同，实际光伏电站的系统集成设计中，可选择最具经济性的光伏组件离地高度；3)在光伏组件最佳安装倾角过低的地区，光伏组件的自遮挡效应严重，需要根据实际情况选择是否采用双面光伏组件。

  2023年08期 No.352 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2154K]
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• 新能源电站功率预测系统的运维关键技术研究及应用

  王必强;刘军建;牟令;杜军;陈正洪;许沛华;

  在“两个细则”要求下，功率预测系统作为新能源电站必须配备的系统，其在新疆维吾尔自治区的新能源电力市场的需求也快速增长。新能源电站功率预测系统较为复杂，涉及操作系统、网络、数据库、防火墙等多个模块，对系统运行的稳定性要求较高，但目前针对新能源电站功率预测系统运维的研究较少，且“两个细则”考核分及罚款中约有20%是由功率预测系统的运维导致。在介绍新能源电站功率预测系统的基础上，从数据获取和上报的软件实现、网络参数获取及故障排除两个方面深入分析该功率预测系统的安装和运维要点，详细介绍了102、104、Modbus协议的接入原理，并提出了该功率预测系统的运维方案要点。

  2023年08期 No.352 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1870K]
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• 光伏组件表面清洁技术的研究及应用进展

  陈纳新;刘震;陈一锋;李俊;

  光伏组件的输出特性除了与太阳辐照度及组件自身特性有关，还会受环境(比如，灰尘、雨雪等)、气候等因素的影响。定期清洗光伏组件是光伏电站运维过程中的重要环节，而光伏组件清洗技术对清洗效果的影响较大。对现有的光伏组件表面清洁技术进行了分析与总结，并探究了光伏组件表面清洁技术的发展方向。结果显示：传统的人工清洗和机械清洗局限性较大，清洗效果无法得到保证；在自清洁涂料的研究发展过程中，传统的疏水性涂料和亲水性涂料耐久性和寿命还有待提高。光催化超亲水涂料作为新兴的表面自清洁涂料，其高性能和长寿命逐渐受到更广泛的认可。

  2023年08期 No.352 72-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1978K]
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• 光伏组件异形焊带的结构及可靠性研究

  杜喜霞;王琪;李翔虹;郑璐;雷鸣宇;

  分别对扁平焊带、圆形焊带及三角形焊带的特点及性能进行分析，并对采用“三角形+扁平”焊带的异形焊带结构(即太阳电池正面采用三角形焊带，背面采用扁平焊带)的光伏组件进行设计开发、可靠性测试等方面的探讨。研究结果显示：采用异形焊带的光伏组件可满足电势诱导衰减测试、热斑耐久试验、热循环测试及湿冻测试等严苛测试；采用异形焊带的光伏组件比采用圆形焊带或扁平焊带的光伏组件具有更低的封装损失。

  2023年08期 No.352 79-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1993K]
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• 基于ABAQUS的柔索承载梁的受力分析

  徐亮;

  为研究以柔索承载的梁，拟减小柔索位移大的劣势，继承柔性光伏支架跨度大的优势，以柔索承载的简支梁在均布荷载作用下的内力和变形量为研究对象，通过数值计算及ABAQUS数值模拟研究的方法，对比理想简支梁和作为次梁时的简支梁的数值模拟和理论计算的结果，并对3种状态下简支梁的内力大小和变形模态进行分析，相互论证；然后用相同方法对连续梁进行了模拟分析。研究结果表明：柔索承载的简支梁其受力形式、内力大小及变形情况均接近理想简支梁，连续梁同此结论。研究结论为光伏柔性支架中以柔索承载的梁的设计方法和工程应用提供了理论和计算依据。

  2023年08期 No.352 86-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2204K]
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• 新型高效聚光集热管的技术研究与应用效能分析

  刘春喜;

  针对普通的全玻璃真空太阳能集热管外置复合抛物面聚光集热板存在增大风阻且易在下雪时积雪的情况，研制了一种在外管内壁镀制反射镜面的新型高效聚光集热管，对该集热管的技术创新性进行了介绍，对其能效指标及优势进行了分析，并对其应用前景进行了阐述。性能测试结果显示：该集热管采用的太阳能选择性吸收涂层的太阳吸收比大于等于0.96(AM1.5)、半球发射比小于等于0.05(测试温度为80±5℃)，达到了国际先进水平。通过对比普通全玻璃真空太阳能集热管和新型高效聚光集热管的应用效果发现：新型高效聚光集热管的热损仅为普通全玻璃真空太阳能集热管的50%；在同等条件下，新型高效聚光集热管的集热效率比普通全玻璃真空太阳能集热管的约高0.02，能够获得更高的热水温度，实现了中温段太阳能产品的开发及推广应用。

  2023年08期 No.352 93-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1815K]
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