行业观察

• 光伏发电项目LCOE的研究与思考

  李康;

  针对光伏发电项目的平准化度电成本(LCOE)展开研究，介绍了其相关概念，分析了其各个影响因素；并有针对性地提出了降低LCOE的相关方法和建议。研究结果显示：1)在目前的市场行情下，光伏发电项目LCOE的3个组成部分中，初始投资部分LCOE的占比最大，达到了72%～76%;2)发电量是项目LCOE非常敏感的影响因素，应寻找光照资源条件较好的地区建设光伏发电项目，并且减少弃光率，提升上网电量，有助于降低项目LCOE;3)折现率对项目LCOE的影响很大，但其与项目本身无关，主要取决于行业的基准收益率和项目投资者设定的项目预期收益率；4)光伏发电系统年衰减率和运维成本对项目LCOE的影响不大；5)寻找融资利率低的贷款可在一定程度上降低项目LCOE;6)降低项目初始投资和提升发电量是降低项目LCOE最主要的两个途径，也是光伏工作者最需要努力的两个方向。以期研究结果可为光伏发电技术的发展和光伏发电项目的开发建设提供参考。

  2024年04期 No.360 5-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1474K]
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• “双碳”目标下河北省农村取暖的低碳转型实施路径研究

  张志英;马艳芳;赵建伟;韩春恒;

  在“双碳”目标下，农村取暖面临低碳转型。在对河北省农村取暖现状分析的基础上，对“双碳”目标下农村低碳取暖的需求进行了总结。以河北省张家口地区、唐山地区、石家庄地区的农村住宅为例，对在取暖季分别采用传统散煤取暖、天然气取暖、生物质成型燃料取暖、电直热取暖、空气源热泵取暖、“光伏+空气源热泵”取暖6种取暖方式时的需热量、用能量、污染物排放量、取暖费用、初始投资进行了对比分析，并探究了适合河北省农村取暖的低碳转型实施路径。研究结果表明：1)不同取暖方式中，“光伏+空气源热泵”取暖在清洁、低碳、可持续方面的综合表现最优，但其初始投资较高，可采用“政府补贴+银行贷款”的形式进行推广。2)在目前河北省农村地区清洁取暖改造已基本完成的情况下，其取暖的低碳转型实施路径具体为：在气代煤、电代煤未覆盖区域，对剩余使用寿命大于等于20年的房屋建筑，优先推广采用“光伏+空气源热泵”取暖；对老旧房屋建筑，推广采用空气源热泵取暖或生物质成型燃料取暖。在电代煤区域，可发展屋顶分布式光伏发电，以解决电代煤取暖方式取暖费用高、碳排放量高等问题。在气代煤区域，仍保留原燃气输配管道向用户输送燃气用于做饭，然后结合当地经济和社会特征、资源禀赋，推广应用绿色低碳技术和节能设备。在目前现状下，可先推广屋顶分布式光伏发电的应用，再逐步推广采用空气源热泵取暖；然后由天然气取暖和“光伏+空气源热泵”取暖协同应用逐步向单一采用“光伏+空气源热泵”取暖方式发展。

  2024年04期 No.360 11-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1945K]
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• 碳中和目标下鄂尔多斯地区的光伏发电路径情景分析

  张弦;王明培;史伟;

  首先根据土地面积和光伏发电量情况，采用静态法分析了鄂尔多斯地区的光伏发电潜力；然后结合鄂尔多斯火力发电量、煤炭消耗量和光伏发电量分析了鄂尔多斯地区能源消耗数据；最后根据中国的碳中和目标，同比测算鄂尔多斯地区碳中和目标下的电力目标、煤炭目标和光伏发电项目投资目标。分析结果显示：1)在鄂尔多斯地区光伏发电可利用土地面积为3.7万km2的情况下，光伏发电装机容量为14.8亿kW时，可实现1.92×104亿kWh的光伏发电量；2)当鄂尔多斯地区2060年的总电力需求量3900亿kWh均由光伏发电来满足时，需要建设光伏电站的土地面积为7500 km2，仅为该地区光伏发电可利用土地面积的20%，即通过光伏发电可实现鄂尔多斯地区碳中和电力目标；3)为实现碳中和目标，鄂尔多斯地区的光伏电站和储能系统投资总额占该地区人均国内生产总值(GDP)的比重将达到21%，通过加强金融和政策引导，方可实现此目标。

  2024年04期 No.360 20-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 2020K]
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学术研究

• 基于柔性光伏组件的重型卡车驾驶室供能系统的实验研究

  王诗怡;赵斌;石尔;裴彩钰;李子健;韩承煜;

  中国重型卡车保有量大，驾驶员工作强度极大，驾驶室内空间有限且封闭，提高驾驶员的热舒适性对于缓解其疲劳、提高行车安全性具有重要意义。为在提高驾驶员热舒适性的同时减少重型卡车的能源消耗，研发了一套基于柔性光伏组件的重型卡车驾驶室供能系统，以国产重型卡车中销量最高的车型为例搭建了重型卡车驾驶室实物模型，对使用柔性光伏组件供电和半导体制冷装置实现驾驶室局部温度控制和充放电技术集成的应用方法进行了探索，并通过实验从局部温度控制策略、光伏发电与变负载充电关系这两个方面对本供能系统设计的合理性进行了验证。研究结果表明：以长沙地区为例，经计算，重型卡车(平稳运行时)驾驶室内的夏季制冷总负荷为3995 W，使用6组(共18片)半导体制冷片组即可达到驾驶室局部的制冷效果。使用人工环境箱模拟长沙地区夏季、冬季环境温度进行局部温度控制效果实验，本供能系统的制冷和供暖效果均可满足人体的热舒适性需求，验证了所提出局部温度控制策略的可行性。根据光伏发电与变负载充电实验，1块XZL-A100型单晶硅柔性光伏组件的年发电量约为13.3 kWh，本供能系统的光伏发电模块采用6块单晶硅柔性光伏组件并联，发电量可以满足重型卡车驾驶室局部温度控制的用电需求。

  2024年04期 No.360 29-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 2640K]
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• 膜层结构对光伏镀膜玻璃的影响研究

  黄艳萍;田茜茜;袁烨;潘胜;

  为更好地分析和评估膜层结构对光伏镀膜玻璃的影响，对采用不同厚度、不同膜层结构的光伏镀膜玻璃的光学性能、膜层铅笔硬度、膜层微观结构进行了对比，分析了不同类型环境老化试验对光伏镀膜玻璃性能的影响，并研究了不同膜层结构对光伏镀膜玻璃性能的影响机理。研究结果表明：在光伏玻璃表面镀减反射膜能有效提升其光学性能，在380～1100 nm波段，相较于3.2 mm光伏玻璃原片，3.2 mm单层和双层镀膜玻璃的平均太阳光有效透射比增益分别为2.27%和2.50%；光伏镀膜玻璃的光学性能受膜层结构、膜层厚度及膜层孔隙率的影响，单层镀膜及双层镀膜表层膜孔隙率均约为49%，双层镀膜底层膜的孔隙率约为12%；双层镀膜玻璃的膜层铅笔硬度比单层镀膜玻璃的低，主要是因为表层膜的Si—O—Si网络结构建立在底层膜的网络结构上，表层膜与底层膜之间的结合力低于网络结构与玻璃基体之间的结合力；双层镀膜玻璃由于有1层致密底层膜，能有效阻隔水汽及污染物与玻璃基体发生反应，使其具有更好的耐环境老化性能。

  2024年04期 No.360 41-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2043K]
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• 光伏支架高强冷弯C型钢檩条的受弯性能研究

  吴艳姣;袁焕鑫;邱鑫;张东明;陈守祥;

  为研究光伏支架中高强冷弯C型钢檩条的受弯性能，对5种布置方式下的LQ550高强冷弯C型钢檩条(下文简称为“C型钢檩条”)开展了跨间6个加载点集中加载试验。建立C型钢檩条有限元模型，并通过试验得到的C型钢檩条受弯性能验证模型的准确性，并依此模型探究檩条相对长细比对其受弯稳定承载力的影响规律。参照GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的规定，分析了撑杆约束对檩条受弯稳定承载力的有利作用。结合实际项目，对采用C型钢撑杆的光伏支架开展现场加载试验。研究结果表明：1)檩条的抗弯刚度和受弯稳定承载力通过在跨间设置撑杆约束后明显提高，且设置C型钢撑杆约束的提高效果强于圆管撑杆。2) C型钢撑杆可视为理想侧向支承，檩条平面外计算长度系数可以根据C型钢撑杆的设置情况取值。3)现场加载试验证明C型钢撑杆对檩条扭转具有良好的约束效果，充分验证了采用C型钢撑杆体系的新型光伏支架结构的适用性。

  2024年04期 No.360 49-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 2860K]
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• 基于GO/PI/PTFE复合薄膜的热空气吹掠型太阳能界面蒸发效率实验研究

  刘敬花;高虹;闫素英;聂晶;

  为了提高太阳能界面蒸发的蒸发效率，从改变结构设计和光热材料两个方面出发，设计了一种热空气吹掠型太阳能界面蒸发装置。该蒸发装置利用平板型太阳能空气集热器产生的高温空气吹过蒸发表面，加速界面蒸发；同时利用氧化石墨烯的性能优势，制备了氧化石墨烯/聚酰亚胺/聚四氟乙烯膜(GO/PI/PTFE)复合薄膜作为光热材料，以提高装置蒸发效率。最后通过实验对该蒸发装置的性能进行分析验证。研究结果表明：制备得到的GO/PI/PTFE复合薄膜具有更强的光吸收能力，且亲水性能更佳。在蒸发表面吹入速度为4 m/s、温度为65℃的热空气，太阳辐照度为1000 W/m~2的条件下，在1800 s时，采用GO/PI/PTFE复合薄膜但无热风吹掠的蒸发装置对应的蒸发速率为1.22 kg/(m~2·h)，与纯水蒸发装置相比，蒸发速率提高了3.2倍，蒸发效率提高了59.5%；热空气吹掠型太阳能界面蒸发装置的蒸发效率为88.0%，高于纯水蒸发装置和无热空气吹掠的蒸发装置，与纯水蒸发装置相比，其蒸发速率提高了5.5倍，蒸发效率提高了68.0%。热空气吹掠可以提高蒸发量，进而提高蒸发装置的蒸发效率。研究结果可为后续提高热空气吹掠型太阳能界面蒸发装置蒸发效率的研究提供理论依据和实验基础。

  2024年04期 No.360 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 2249K]
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• 光伏/光热联合空气源热泵系统的性能研究

  刘异;

  为了改善传统光伏发电系统的运行性能，提出了一种光伏/光热(PV/T)联合空气源热泵系统，介绍了该系统的工作原理和运行方式，研究了该系统的综合性能评价方法，然后利用TRNSYS瞬时系统模拟软件建立了该系统的仿真模型，并以重庆地区为例，对比分析了PV/T联合空气源热泵系统与单一光伏发电系统的组件表面温度、热效率、电效率、?效率和一次能源节约效率。研究结果表明：1) PV/T组件表面温度与光伏组件表面温度的变化趋势较为一致，二者的平均值相差13℃，说明PV/T联合空气源热泵系统可以有效降低光伏组件表面温度；2) PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的平均电效率分别为11.40%和9.86%，相对提高了15.62%，说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的电能；3) PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的?效率平均值分别为11.73%和8.94%，相对提高了31.21%，说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的可用能；4) PV/T联合空气源热泵系统的平均一次能源节约效率为50.94%，其总体变化趋势与热效率的变化趋势相似。

  2024年04期 No.360 66-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1960K]
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技术应用

• TOPCon太阳电池背面叠层poly工艺的优化及其对电性能的影响

  凡金星;刘绍洋;高纪凡;

  通过增加TOPCon太阳电池poly层中的磷掺杂浓度可以增强poly层与硅基底之间的钝化效果并提高poly层与金属电极间的接触能力，但过高的掺杂浓度会导致磷原子扩散到硅基底，破坏氧化层与硅基底之间的界面钝化效果。为了解决这一问题，提出在poly层中间增加一层薄的氧化层作为阻挡层(即叠层poly工艺，下文简称为“叠层工艺”)的方案，将原本单一的poly-Si磷掺杂进行双层分布，底层poly-Si轻掺杂，表层poly-Si重掺杂；对常规工艺和叠层工艺制备TOPCon的太阳电池进行对比试验后，进一步优化叠层工艺，调整中间氧化层厚度，并研究不同中间氧化层厚度的叠层工艺对TOPCon太阳电池电性能的影响。实验结果表明：1)叠层工艺可以提高TOPCon太阳电池的电性能；2)当中间氧化层厚度提升至1.5 nm时，太阳电池的光电转换效率达到最高值(25.66%)。但中间氧化层的厚度是一个需要精确控制的工艺参数，需找到最佳的厚度平衡点，以提高太阳电池性能。

  2024年04期 No.360 73-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 2294K]
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• p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺对光伏组件PID效应的影响研究

  王玉肖;王贵梅;赵英芳;程雅琦;许志卫;

  基于p型“SE+PERC”双面太阳电池的背面工艺，针对背表面抛光状态、背面氧化铝薄膜厚度、背面膜层结构、背面氮化硅薄膜折射率几个因素对光伏组件电势诱导衰减(PID)效应的影响进行了研究。研究结果表明：1)背表面抛光状态越光滑，对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率越小；2)背面氧化铝薄膜厚度为10 nm及以上时对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率差异不大；3)背面膜层结构对PID效应存在影响，合理设计背面膜层结构可以有效抑制光伏组件PID效应；4)背面氮化硅薄膜折射率大于等于2.10时，对应制备的光伏组件在PID测试后的输出功率损失率降至2.00%以内且可以稳定保持在较低水平。研究结果可为p型“SE+PERC”双面太阳电池背面工艺优化提供指导方向。

  2024年04期 No.360 80-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 2047K]
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• 硼扩散设备温度控制系统的研究与实现

  彭浩;黄心沿;吴志明;邹臻峰;

  近年来，随着光伏行业持续快速的发展，n型TOPCon太阳电池技术路线得到市场认可，产能不断扩张。硼扩散设备作为TOPCon太阳电池核心工艺设备之一受到市场极大的关注，其温度控制系统在工艺生产过程起着决定性的作用。对比硼扩散设备实际应用过程中传统炉体使用水平插片方式和顺气流垂直插片方式后得到的硅片片间的方阻均匀性，发现水平插片方式存在舟内中层硅片方阻偏高，方阻均匀性不满足技术性指标要求的问题。对此设计了新型分区炉体，提出3种温度控制系统方案，并通过工艺验证得出满足技术性指标要求的方案。研究结果表明：分区炉体搭配水平插片方式时，采用温度控制系统方案3可以满足技术性指标的要求。

  2024年04期 No.360 87-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2007K]
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• ITO薄膜的制备及其光电性能研究

  黄惜惜;赵桂香;扬川苏;张中建;高荣刚;黄国平;

  随着HJT太阳电池的发展，对其氧化铟锡(ITO)薄膜的研究日益增多。通过直流磁控溅射法在玻璃衬底上制备ITO薄膜，研究了氧含量、溅射功率、沉积温度及溅射气压对ITO薄膜光电性能的影响。研究结果显示：1) ITO薄膜的光电性能对氧含量较为敏感，随着氧含量增加，ITO薄膜的电阻率也随之增加，而透过率则呈先上升后下降，然后基本保持不变的趋势；2)随着沉积温度升高，ITO薄膜的透过率也随之升高，而电阻率则呈先下降后上升的趋势；3)随着溅射气压的升高，ITO薄膜的电阻率呈上升趋势，而透过率则是先降低再略微升高；4)当氧含量在1.8%～2.0%，溅射功率在3000～4000 W，沉积温度在150～190℃，溅射气压在0.5～0.7 Pa时，ITO薄膜具有较优的光电性能。因此，在合理范围内提高沉积温度，其则会具有退火作用，有助于进一步改善ITO薄膜的光电性能。

  2024年04期 No.360 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1933K]
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• 基于t检验的光伏电站中能效异常光伏组件识别研究

  王鲁宁;王文彬;姚洪鹏;陆江;高浩;袁廷璧;

  由于目前光伏电站能效指标缺乏具体的应用方式，光伏组件发电效率优劣的界限模糊，且光伏电站在正常运行中光伏组件I-V特性曲线难以获取，导致目前识别异常光伏组件的方法难以应用到实际光伏电站中。基于此，利用光伏组件能效比服从正态分布的特点，提出了一种基于t检验的光伏电站中能效异常光伏组件的识别方法，对光伏组件实际能效比与理论能效比之差进行假设检验，并结合实际光伏电站进行实验验证。研究结果表明：该方法可以有效识别异常光伏组件，可为光伏电站的运维提供数据支持。

  2024年04期 No.360 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 2093K]
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• 迪拜100 MW塔式太阳能热发电站的大气衰减率测量与分析

  周慧烨;杨曹立;

  为缓解大气颗粒物浓度偏高地区的大气衰减对塔式太阳能热发电站发电量的影响，利用Ecotech Aurora 3000型浊度计在迪拜100 MW塔式太阳能发电站进行大气衰减率测量试验，对测量结果进行一系列的数据处理与统计学分析。试验结果表明：平均环境温度越高，大气衰减也越严重。试验得到的大气衰减率日平均值、月平均值和整个试验周期内的平均值，以及相应的变化趋势，可为塔式太阳能热发电站提供参考。在大气衰减率较高的月份，可预先考虑适当补偿太阳辐射量损失，以保证发电机组输出功率要求。

  2024年04期 No.360 108-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K]
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