行业观察

• 电解水制氢技术的研究现状及未来发展趋势

  陈颖;

  氢能作为向绿色低碳能源转型的重要抓手，受到了世界各国的广泛关注和极大重视。电解水制氢作为重要的绿色制氢技术，尤其是利用可再生能源转化的电力制氢，未来具有广阔的市场前景。通过分析4种主要电解水制氢技术和电解槽技术的研究现状，总结了电解水制氢技术的未来发展趋势。以期本研究可为碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢、固体氧化物电解水制氢和阴离子交换膜电解水制氢技术的研究方向提供参考思路，助力电解水制氢技术的研发和商业化进程。

  2024年01期 No.357 5-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1903K]
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• 光伏电站运维现状分析

  周亚男;

  在碳达峰、碳中和目标背景下，中国电力供给结构将实现从化石能源为主体能源向以新能源为支撑的转变，而光伏电站在这一转变中承担着重要角色，将成为中国构建新型电力系统的主力。近年来，国内的光伏电站建设发展迅速，根据国家能源局数据，2023年前3季度光伏发电新增装机容量突破1亿kW。在如此高效率投资建设光伏电站的同时，也伴随着此类电站运维管理模式和技术水平未能实现高质量同步提升的问题。针对国内16个地区的46个光伏电站在2021年的技术监督过程中在光伏电站技术管理、节能与光伏发电单元这3个方面存在的重点问题进行了详细统计分析，用于反映光伏电站的运维现状；并针对这些问题，从国家、行业标准与新技术角度给出了相关建议。得到以下结论：1)在光伏电站技术管理方面，未定期开展光伏电站无人机巡检是比较有代表性的一类问题；2)在节能方面，光伏电站未定期开展光伏组件功率衰减检测、逆变器转换效率检测、光伏电站系统效率计算是相对高发的问题；3)在光伏电站的光伏发电单元方面，光伏组件存在遮挡、脏污、灰尘、破损、老化问题属于多发问题，也是最能反映光伏电站管理水平的方面，需要光伏电站给予关注。

  2024年01期 No.357 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1915K]
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• 临港区综合能源的创新应用模式和实施方案研究

  彭慈华;

  为推进和加速中国(上海)自由贸易试验区临港新片区(下文简称为“临港区”)综合能源体系的发展，针对产业园区中公共建筑屋顶建设分布式光伏电站、新建公共建筑同步设计光伏发电系统等多个领域开展了太阳能开发和应用模式探究，提出了拓展“光伏+”场景、发展光伏光热热泵及其他太阳能热利用方式、探索区域共享储能和新型用户侧储能系统，以及研究新型负碳技术和碳资产全生命周期管理等综合能源实施方案，为临港区的低碳发展提供参考。

  2024年01期 No.357 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1520K]
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学术研究

• 风光耦合电解水制氢方案研究

  王荣祥;金稳;赵富强;

  在碳达峰、碳中和目标下，需找到一种可广泛应用的零碳排放终端能源。氢能不仅是无碳能源，而且是最环保的能源，采用电解水制氢技术，尤其是通过风电、光伏发电技术制氢，可以实现零碳排放。对可再生能源电解水制氢现状进行了介绍，并针对多种风光耦合电解水制氢方案进行了研究，展望了可再生能源电解水制氢的发展前景。研究结果显示：采用大规模以风电、光伏发电为主的耦合电解水制氢可以有效减少油气进口、化石能源应用，极大保障中国的能源安全。以期研究结果为合理搭建氢能生产系统提供借鉴。

  2024年01期 No.357 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2243K]
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• 既有城市公园更新的低碳改造技术体系分析

  王花;范丽佳;季永新;陈凯;黄晨光;

  城市更新是促进城市可持续发展的重要工具，既有城市公园作为城市的基本组成单元，对其进行低碳改造更新(下文简称为“低碳更新”)在构建低碳城市的绿色变革中具有重要意义。以既有城市公园为研究对象，从碳减排和碳汇的角度，提出了一种多维度、多层次的既有城市公园低碳更新技术体系，该技术体系集建筑、低碳设施及生态系统碳汇于一体，并以广东省中山市某国家湿地公园为例，对该技术体系进行了验证。研究结果表明：该技术体系可以根据既有城市公园更新的需求与多维低碳技术体系进行灵活适配，同时可以通过碳排放智慧监测管理平台对园区的能源消耗和生态系统碳汇进行碳排放监测，通过量化分析园区的碳排放和碳汇，最终实现对整个公园碳排放的精细化管理。该技术体系可以促进低碳理念在既有城市公园更新实践中的实施，并为城市更新低碳改造项目的组织、管理及实施提供参考。

  2024年01期 No.357 34-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2089K]
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• 基于卡尔曼滤波算法的风电机组动态推力消减控制策略

  牛焕然;黄国燕;黄蓉;胡广;赵森;董竹林;

  随着变桨变速式风电机组叶片的大型化发展趋势，风电机组在额定风速区域运行时，由于尖峰推力导致的极限荷载问题越来越突出。为此，在风电机组基本控制策略基础上提出了一种基于卡尔曼滤波算法的动态推力消减控制策略，根据风电机组能量传递关系，以测量转矩、桨距角和风轮转速为输入量，对轮毂风速进行估计，经过推力消减控制器的最优桨距角计算实现动态变桨，以降低风电机组整体的轴向推力水平；最后以某5.0 MW风电机组为例，搭建了半实物仿真实验平台，对提出的控制策略进行了实验验证。实验结果表明：该控制策略能够有效降低风电机组轴向推力，减小风电机组极限荷载。

  2024年01期 No.357 43-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3198K]
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• 基于深度学习模型识别风电场避让物的方法研究

  雷鸣;

  近年来，由于在新建风电场和需要进行技改的老旧风电场周边往往已建有风电场，因此风电场在新建或技改时除了需要避让生态保护红线、永久基本农田、自然保护区、风景名胜区等国家限建区域，以及需要考虑风电场内风电机组之间的尾流影响外，还需要重点关注周边风电场对新建或需要技改的老旧风电场的尾流影响。当针对尾流影响进行计算时，工程师采用当地遥感影像对周边已建风电场的风电机组逐个进行人工标记，但该方法容易造成风电机组机位统计缺漏，过失误差较大。提出一种基于深度学习模型识别风电场避让物的方法，利用深度学习模型对遥感影像中已建风电场的风电机组、民房等敏感因素进行识别标记，采用OpenWind软件对这些敏感因素进行避让，并快速进行风电机组布置。研究结果表明：利用计算机分析并标记避让物的结果准确、不易产生遗漏，可有效消除过失误差；同时，大幅降低了标记避让物的工作量，有效减少了大量的繁杂、低效、高重复性的工作，大幅提高了识别避让物的工作效率和结果精度。

  2024年01期 No.357 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2475K]
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技术应用

• HJT太阳电池光注入退火工艺的增效研究

  黄惜惜;姜利凯;赵桂香;李世宇;张中建;高荣刚;

  在异质结(HJT)太阳电池制备过程中，低温固化工艺后对太阳电池进行光注入退火可以实现太阳电池光电转换效率提升。研究了HJT太阳电池n面进行光注入退火处理时，光注入退火时间、光注入退火温度，以及双面光注入退火对光电转换效率提升的影响，同时还分析了光注入退火处理对不同光电转换效率档位HJT太阳电池增效的影响。结果表明：1)随着光注入退火时间的增加，HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后基本保持稳定；2)随着光注入退火温度的增加，HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后减小；3)太阳电池双面都进行光注入退火处理不能达到光电转换效率叠加提升的效果；4)光注入退火处理对光电转换效率低的HJT太阳电池的增效效果更好，主要是因为此类太阳电池内部及表面的缺陷更多。

  2024年01期 No.357 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1889K]
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• 光伏组件积尘状态的检测技术综述

  张天红;卢强;李升;

  光伏电站经过长时间地运行，积尘对光伏组件造成的遮挡侵蚀和温度效应会越来越严重。为避免积尘造成的光伏组件发电效率损失，需要制定有效的清洁方案，因此需要对光伏组件积尘状态进行实时检测或预测。不同的积尘状态会造成不同的遮挡损失，对光伏电站的光伏组件积尘状态检测技术进行了综述与分析，将积尘检测方法分为适用于实验计算的理论公式模型预测、能够实时进行的I-V曲线检测和计算机视觉检测，对3种检测方法在应用上的问题进行了分析，并对光伏组件积尘状态检测技术未来的发展提出了建议。

  2024年01期 No.357 63-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1981K]
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• 基于红外热成像检测的光伏电站异常分析

  梁健锋;胡振球;黄灿;许长盛;曾飞;黄浩锋;

  红外热成像检测具有非接触、检测速度快、检测范围广、易于实现自动化和可以实时观测等优点，在众多行业中都有广泛应用。为了更好地把红外热成像技术应用于光伏电站检测领域，利用手持式红外热成像仪和无人机搭载红外热成像仪两种检测方式，对多个在运光伏电站现场进行了红外热成像检测，根据红外热成像检测结果挑选出光伏电站常见的故障案例，然后分析了这些故障导致的异常红外热成像图的典型特征及形成原因。通过红外热成像检测结果发现：光伏组件和电气设备存在一些热异常问题，导致这些热异常的故障类型可分为5类，分别为：1)光伏组件中单片太阳电池热斑；2)光伏组件内太阳电池串开路；3)光伏组串(或光伏组件)短路或开路；4)光伏阵列完整性缺失或机械受损；5)电气设备异常。研究结果可以为红外热成像技术在光伏电站检测中的应用提供参考和借鉴，通过红外热成像图来准确识别光伏电站的故障类型，及时发现光伏电站存在的发热故障和隐患，从而可以提高光伏电站的运维效率，对促进光伏电站的安全高效运行和新能源行业的发展具有重要意义。

  2024年01期 No.357 70-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 2099K]
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• 太阳光模拟器光谱对光伏组件I-V特性测试的影响分析

  陈昊旻;朱冰洁;

  太阳光模拟器是目前测试光伏组件I-V特性的主流设备，然而其光谱辐照度与标准太阳光谱(AM1.5G)的辐照度存在差异，此差异是造成测试结果偏差的主要原因之一。从光谱匹配度、光谱覆盖率(SPC)和光谱偏离率(SPD)的角度对3台太阳光模拟器光谱进行了分析，并结合目前市场上主流的PERC、HJT、TOPCon 3种光伏组件的光谱响应特性，通过计算光谱失配因子来分析光谱对光伏组件I-V特性测试结果的影响。分析结果显示：1)光伏组件I-V特性测试结果偏高或偏低与光谱匹配度等级无关，而是由参考器件光谱响应和测试样品光谱响应差异处的光谱分布决定。2)通常，A+级光谱匹配度的太阳光模拟器SPC接近100%，在光谱匹配度等级一致时，使用SPD较小的太阳光模拟器测试光伏组件I-V特性，得到的结果偏差更小。3)为更准确测试光伏组件的I-V特性，推荐使用具有与样品相同光谱响应的参考器件，或进行光谱失配修正。

  2024年01期 No.357 77-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2100K]
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• 一种基于多目机器视觉技术的硅片搬运机构研究

  邓乐;樊坤;

  在太阳电池生产过程中，传统的硅片搬运机构存在搬运效率低、容易产生硅片搭边不良、吸盘印不良的问题，且无法在线检测硅片搭边不良。研究了一种基于多目机器视觉技术的硅片搬运机构，在对传统硅片搬运机构的机械结构和动作流程分析的基础上，介绍了基于多目机器视觉技术的硅片搬运机构的动作流程、机械结构及特性，并重点分析了其使用多目机器视觉技术实现硅片位置检测及硅片搭边不良在线检测的原理，提出了该机构与传统的硅片搬运机构相比所具有的优势，其创新性在于引入了多目机器视觉技术和独特的动作流程，从而解决了硅片搬运过程中会产生吸盘印、划伤、隐裂等缺陷的问题。研究结果为多目机器视觉技术在光伏自动化设备中的应用开拓了思路，该新型硅片搬运机构在物理气相沉积(PVD)自动化设备的实际应用中，生产效率与良率均达到了全球领先水平。

  2024年01期 No.357 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2115K]
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• 模块化大跨度水上光伏支撑系统

  喻旭明;张可;陈睿锋;

  目前固定式光伏支架类型主要分为刚性光伏支架和柔性光伏支架两种，刚性光伏支架通常是由斜支撑承受光伏组件荷载；而柔性光伏支架主要通过预应力钢索承担其上部光伏组件的荷载。常用的柔性及刚性光伏支架都存在单桩覆盖面积小的问题，因此当布设一定面积的光伏组件时，所需桩数量较多；当采用打桩的方式或单桩费用较高时(如海上大跨度结构打桩)，整体经济性较差。基于光伏支撑结构的海上施工不便带来的挑战，提出了一种模块化大跨度水上光伏支撑系统方案，以某光伏发电项目为例，进行经济测算后发现，该方案可有效减少下部桩数量，从而降低成本。此外，配套的构件与施工方案也使该光伏支撑系统能够实现模块化施工，从而降低海上作业难度，提高施工效率。

  2024年01期 No.357 89-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2123K]
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• 塔式太阳能热发电站吸热塔的电气系统设计要点分析

  刘世友;张文;

  通过对塔式太阳能热发电站吸热塔的负荷特性和电气设备布置进行分析，并对吸热塔电气系统的接线方案及盘柜布置要点进行了总结。分析结果表明：1)根据吸热塔负荷需求，推荐采用电动机控制中心(MCC)就地布置和不间断电源(UPS)综合利用的设置原则，并给出了典型的电气设备布置方案及影响其布置的因素；2)根据吸热塔的结构特点及检修需求，确定了吸热塔电气配电室内电气盘柜采用“上进上出线”的方式、电缆采用竖向电缆通道及单层梯式桥架多排敷设的方案；3)根据电缆铠装型式及特点，建议塔内动力电缆选用钢丝铠装。该设计方案可有效提高塔式太阳能热发电站吸热塔电气系统的合理性、可靠性及运行检修维护的便利性，对电气系统的设计具有重要的参考意义。

  2024年01期 No.357 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 2044K]
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