行业观察

• “双碳”背景下BIPV的应用与探索

  马才;向宴德;马元;

  “双碳”目标提出后，中国的绿色经济发展有了更加明确的方向。城镇化率不断增长的同时，中国的建筑业进入了鼎盛发展时期；但与此同时出现的建筑能耗问题也越来越严重，这种发展形式与“双碳”目标背道而驰。而光伏发电技术与建筑相结合成为解决这一问题的有效方式，光伏建筑一体化(BIPV)产业的发展是实现“双碳”目标的重要途径。针对当前BIPV产业的发展状况及发展优势进行了分析，并分析了影响BIPV建筑发电量的因素，然后从技术、法律法规、市场3个方面提出了优化举措。分析结果显示：光伏组件方位角及安装倾角、光伏组件表面灰尘及其安装方式是制约BIPV建筑发电量的主要因素，BIPV后续发展需要从技术方面进行改进以确保年发电量达到预期目标；BIPV产业应从技术、法律法规及市场3个方面进行改进和完善，有助于其更好的发展。该研究结果对BIPV理论研究和工程人员施工设计具有一定的参考价值。

  2024年02期 No.358 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1470K]
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• BIPV模式在工业厂房屋顶的应用研究

  刘小龙;吴琴蕾;汪志斌;詹永和;

  中国大力推进分布式光伏发电的同时，存在许多工业厂房屋顶无法满足光伏发电系统安装条件的问题，这极大制约了光伏发电技术的推广。由于传统的光伏发电系统是直接附着在建筑物屋顶，即采用的是BAPV模式，这会导致因需增加建筑物的承载力而增加建设成本的情况出现，从而制约了分布式光伏发电的应用，而将光伏发电系统与建筑集成的光伏建筑一体化(BIPV)模式可有效解决此类问题。针对BIPV模式和BAPV模式对工业厂房钢结构的影响进行了研究，并根据实际案例对这两种模式下的光伏发电系统建设、维护成本进行了分析。研究结果表明：1)BIPV模式相较于BAPV模式可以减少工业厂房钢结构屋顶恒荷载，对于轻微超限的项目可以省去加固成本，对于超限明显的项目可以减少加固成本。2)在同等建设条件下，BIPV模式相较于BAPV模式可以减少屋顶建设成本；并且从中长期来看，相较于BAPV模式，BIPV模式平均1万m2的厂房可以减少126万建设维护成本。

  2024年02期 No.358 11-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 2086K]
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• 西藏自治区超高海拔牧区光伏支架桩基础的施工质量控制研究

  金爱云;孟令坤;白玛南木加;宋兴贵;

  西藏自治区超高海拔牧区的气候环境、地质条件、环保要求等与内地的不同，因此在此类地区建设光伏电站时，光伏支架桩基础施工时需要考虑的因素，以及设备、材料等的选择也存在很大差异。以西藏山南曲松罗布沙850 MW牧光互补光伏发电项目中光伏支架桩基础的施工为例，对西藏自治区超高海拔牧区光伏支架桩基础的施工质量控制开展研究。首先结合项目所在地的地质条件和环保要求，选择出最合适的桩基础类型；其次对光伏场区内3种施工设备的施工效率、经济性、稳定性、环保性进行了比较；最后通过严格落实施工工艺及采用钢丝绳定位的方式确保了桩基础的施工质量。研究结果表明：此类地区的光伏支架桩基础采用“以螺旋钢桩基础为主、微孔灌注桩基础为辅”的方案，能同时满足环境保护、施工效率和力学性能的要求；为确保施工进度，施工设备可选择240型普通挖改钻机；介绍的螺旋钢桩基础和微孔灌注桩基础的施工工艺及施工质量控制措施效率高、效果明显，能确保桩基础施工后的力学性能满足设计要求。研究结果为其他同类型光伏发电项目桩基础的施工提供了可借鉴的经验。

  2024年02期 No.358 17-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2617K]
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学术研究

• 硅片切割线痕对太阳电池电性能影响的研究

  张志敏;王松;刘苗;王贵梅;翟超;

  金刚线切割是目前光伏行业主要的单晶硅片切割方式，但硅片被切割后其表面会留有线痕。首先对切割线痕在硅片表面的分布状态及线痕形貌在硅片碱制绒前后的变化进行了量化分析，然后针对硅片表面不同线痕深度对太阳电池电性能及良率的影响进行了研究，最后在硅片线痕深度小于等于15μm的基础上，分析了硅片线痕对细栅的影响机理。得到以下结论：1)金刚线切割的硅片存在多种状态的线痕，碱制绒只是在微观层面形成了金字塔结构，但并不能改变线痕宏观层面的轮廓曲线。2)切割线痕会造成硅片表面形成V形沟壑，且当细栅与沟壑垂直时，会对丝网印刷时栅线的连续性造成一定影响。3)对于线痕深度为10～15μm的硅片，采用细栅垂直于线痕的丝网印刷方式时，太阳电池出现了严重的EL断栅及发黑现象，并且影响到其电性能；而采用细栅平行于线痕的丝网印刷方式时，降低了EL断栅概率，并且太阳电池电性能基本不受影响，但存在一定概率的局部印刷粗细不均的情况。该研究对提升太阳电池光电转换效率和良率有积极的参考价值。

  2024年02期 No.358 29-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 2687K]
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• 不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

  孙晓寅;林皓;马超;陈昊旻;

  以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象，通过温度系数测量实验，针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数，然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求，最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明：1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定；2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时，可以不必对光伏组件背部进行遮挡；3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系；4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异，但总体来看差异不大。

  2024年02期 No.358 38-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2040K]
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• 建筑间遮挡对光伏发电系统输出功率影响的研究

  黄斌;谢佩伶;黄佳亮;廖力达;肖孟;赵伟;

  城市建筑屋顶的光伏发电利用潜力与其遮挡条件密切相关。因此，仅根据太阳辐照度评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力，未考虑城市建筑之间的相互遮挡因素，会导致一些情景下的评估结果偏大。为了准确评估城市建筑屋顶光伏发电利用潜力，采用建筑相对朝向、容积面积比及建筑群垂直和水平分布这3个城市形态参数作为预测变量，采用3D建筑模型进行实验，模拟不同形态建筑遮挡，获得多组有效实验数据，对城市不同形态建筑间的遮挡系数进行了量化分析；借助数据统计分析软件SPSS对多组实验数据完成统计分析后，建立了建筑群预测遮挡统计模型，并以长沙市某小区为例对该统计模型的适用性进行了验证，预测了该小区不同情景下的建筑屋顶光伏发电利用潜力。结果显示：利用该统计模型可得到被遮挡建筑的阴影遮挡水平，从而能更好地利用建筑屋顶光伏发电。研究结果提供了一种量化城市屋顶光伏组件遮挡系数的方法，对实现光伏建筑一体化和可持续城市发展有推进作用，可在城市区域建筑规划阶段模拟和预测屋顶遮挡情况。

  2024年02期 No.358 45-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2437K]
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• 塔式太阳能热发电站冷盐泵振动机理及处理方法

  刘宇;胥学峰;丁显;

  针对塔式太阳能热发电站共性存在的冷盐泵振动问题，对塔式太阳能热发电站的冷盐泵支撑平台结构形式进行了分析，剖析了振动机理，发现了振动原因，并提出了“治标”方案和根本解决方法。研究结果表明：由于熔盐动能和动量很大，熔盐运行系统中较多的弯道导致流体在流动时产生巨大冲击力，是形成振动的激振源；同时，冷盐泵所处的悬臂梁结构支撑平台存在刚度差的问题，容易导致冷盐泵与平台设备的整体晃动。从设计角度减少弯道数量并增加支撑平台刚度是解决振动问题的有效手段，可对塔式太阳能热发电站的设计和安全运行提供帮助。

  2024年02期 No.358 54-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2330K]
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技术应用

• 基于蓄能基站供能的光伏电站智能运维机器人设计

  孙龙军;卢卫萍;宋倩雯;沈费琪;吴梦;

  在全球传统能源紧缺的背景和碳达峰、碳中和目标的指引下，中国光伏行业获得迅速发展。而发展中存在的问题也突显出来，其中，光伏组件的清洁及探伤难题尤为突出。为解决这些难题，提出并设计了一种基于蓄能基站供能的光伏电站智能运维机器人。该运维机器人由机器人主体结构、移动系统、清洁系统、探伤系统、供能系统5部分构成，其可利用红外热成像技术对光伏组件的热斑、隐裂等进行探测，并将数据传输至主控平台；同时，针对光伏组件清洁问题，利用高温蒸汽去除各类难以清除的污垢。经过验证发现，所设计的光伏电站智能运维机器人不仅达到了较好的清洗效果，且对光伏组件热斑、隐裂的探测基本达到了预期设计目标，具有良好的应用价值。

  2024年02期 No.358 64-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2609K]
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• 功率型储能技术在新能源场站一次调频中的作用及应用研究

  李晓峰;涂伟超;马丽;姜铭琨;季圣峰;

  在以新能源为主体的新型电力系统中，面临着由新能源发电量大比例增加导致电力系统安全稳定运行风险增大的问题，主要表现为电网调节能力及抗干扰能力不断下降。如何通过先进的储能技术解决新能源场站调频能力不足的问题，研制适用于新能源场站一次调频支撑的功率型储能系统，为电网支撑型新能源场站进行技术储备和规模化实证，从而实现大规模新能源电力的友好高效送出。从新能源场站实际工程应用的角度出发，提出采用钛酸锂电池、飞轮储能和超级电容这3种不同的新型功率型储能技术构成的一次调频储能系统，对功率型储能技术在新能源场站一次调频中的作用和功能进行了验证。研究结果表明：实现一次调频功能是新能源场站从非主体电源成长为主体电源过程中应当承担的责任，对电力系统的安全稳定将起到积极的支撑作用；采用灵活的站控层结构和快速的通信方式，才能充分发挥一次调频储能系统的快速响应特性；功率型储能技术的充放电循环寿命长，更适用于一次调频的应用场景。研究结果可促进功率型储能产业链的加速完善。

  2024年02期 No.358 76-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2351K]
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• 太阳能智能喷淋系统的研究与开发

  郭俊;

  在建筑工程项目施工前期，若缺乏市政用电，传统喷淋系统则无法使用，亟需研究一种新的低能耗的喷淋系统，以满足施工现场的喷淋需求。从传统喷淋系统面临的问题入手，开发出一种太阳能智能喷淋系统，介绍了该喷淋系统的开发思路及设计步骤，并通过测试对其是否可以满足施工现场的喷淋需求进行了验证。为降低成本，实现绿色环保要求，该喷淋系统采用“光伏+储能”形式，且具备移动性与安全性，小容量光伏发电系统可以保障整个太阳能智能喷淋系统的低压工作环境；针对光伏发电量不足的情况，该喷淋系统加装了市政用电补偿系统电源，从而可保障喷淋系统的实时运转；该喷淋系统可通过远程控制技术进行智能化管理，还可以与再生水系统相结合，可最大限度地对施工中的废水进行再次利用，减少水资源的浪费。经过实际验证，太阳能智能喷淋系统可以满足施工现场的喷淋需求，符合绿色环保、节能减排的标准，且具备较好的安全性、经济性和社会效益，为建筑施工项目进一步强化节能、提高能效提供了可能。

  2024年02期 No.358 86-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 2660K]
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• 小型风光储联合发电系统的设计

  赵一尧;帕孜来·马合木提;郭志远;王弘鸣;

  针对新疆维吾尔自治区农牧地区自然资源优势及日益增长的用电需求，设计了一种可移动式小型风光储联合发电系统，用于满足当地居民及牧民对便携式发电设备的需求。对该发电系统的总体设计方案、硬件及软件的设计分别进行了介绍，并通过实验验证了该发电系统能较稳定的跟踪太阳。该发电系统整体上实现了太阳能、风能的独立及互补发电，提高了资源利用率，且其结构简单、价格低廉，作为初级阶段的研究成果可供相关设计参考。

  2024年02期 No.358 96-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 2102K]
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• 基于不同胶膜封装的n型双玻TOPCon光伏组件的可靠性研究

  张中建;赵桂香;宋爽;李世宇;黄惜惜;庄浩;

  胶膜是光伏组件封装时的关键材料，其性能的优劣将直接影响光伏组件输出功率的大小和使用寿命。采用两种不同的胶膜封装n型TOPCon光伏组件，并通过湿热、热循环、电势诱导衰减(PID)测试，研究两种胶膜封装的光伏组件的电性能和可靠性。实验结果表明：正、背面均采用聚烯烃弹性体(POE)胶膜的光伏组件较正面POE胶膜+背面聚乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物(EVA)胶膜的光伏组件最大功率高2.2 W，光电转换效率高0.08%；正、背面均采用POE胶膜的光伏组件在经过湿热、PID测试后输出功率衰减也低于正面POE胶膜+背面EVA胶膜的光伏组件。POE胶膜可在一定程度上降低出现PID现象的风险，在很大程度上延长光伏组件的使用寿命，因此越来越多的双玻光伏组件开始使用POE胶膜。

  2024年02期 No.358 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1984K]
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• 软塑/流塑软弱土场地光伏支架基础不均匀沉降问题及解决措施

  阳小超;陈少雄;何志刚;

  针对光伏支架在软塑/流塑软弱土场地应用时存在的一些问题，提出一种半预制轻型光伏支架基础形式，旨在克服常规基础因受场地限制不适用，或施工难度大、建设成本较高的问题。通过沉降计算分析，在满足软塑/流塑软弱土地基承载力及基础整体稳定性的前提下，该半预制轻型光伏支架基础可以实现安装支架基础上方设施后，不增加基础底面附加压力，从根本上解决了光伏电站建设后场地地基的后续沉降问题。

  2024年02期 No.358 109-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2021K]
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