太阳能

solar energy

行业观察

  • 海上风电制氢技术及氢能产业发展现状与建议

    罗珊;左萌;肖建群;

    利用海上风电制氢是未来重要的制氢方式,也是实现“双碳”目标的重要途径。对不同水电解制氢技术的优缺点、海上风电制氢装置的运行方式进行了介绍,从氢气的存储与运输、加氢站、氢能应用领域这3个方面对氢能产业发展现状进行了分析,并对氢能产业发展提出了建议。研究结果显示:1)碱性水电解制氢装置的整体造价低,单台装置的产氢量大,但难以快速启动和调节负荷,适用于输出功率波动较小的集中式风力发电电源。2) PEM水电解制氢装置可以更好地耦合输出功率波动较大的电源,未来其将向大功率、低成本制氢的方向发展,以适应大规模海上风电制氢项目的需求。3)从短期来看,高压气态储氢技术是发展重点;而从长期来看,低温液态储氢技术是未来重要发展方向。氨储氢、甲醇储氢和有机液态储氢等新型化合物储氢技术的发展为氢能存储提供了更多选择。4)目前中国日加注能力在200 kg的加氢站属于示范运营站,未来加氢站有望从500 kg的日加注量起步,大日加注量的加氢站将会成为未来1~2年内建设的主流加氢站。5)目前氢能在化工、交通、天然气掺氢等领域均有应用,且未来发展潜力巨大。

    2024年05期 No.361 5-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1605K]
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  • 镀膜光伏组件的发电量增益及经济性分析

    董义雄;刘争昊;梁会森;李锐;裴强强;

    近几年中国光伏行业发展迅猛,光伏发电装机容量逐年攀升。与此同时,该行业关于提升光伏电站发电效率的研究也层出不穷,而将防污涂剂涂覆于光伏组件表面,从而提升光伏组件发电量的研究正是其中之一。以四川省某采用镀膜光伏组件的光伏电站为例,依据该电站的相关数据,分析了镀膜光伏组件和未镀膜光伏组件的发电性能差异;并考虑到政府补贴及市场交易电价等因素,对镀膜光伏组件的发电增益及经济性进行了研究。研究结果表明:1)若本光伏电站全部采用镀膜光伏组件,则其发电量增益至少为1.30%;2)若镀膜光伏组件增发电量收益按照市场交易电价进行计算,当电价分别为0.24、0.20元/kWh时,镀膜施工成本的投资回收期均为6年;3)在电价分别为0.24、0.20元/kWh的情况下,投资回收期为5年时,镀膜施工成本需分别降至160.23万、146.06万元。以期研究结果可为业内相关人员提供参考借鉴。

    2024年05期 No.361 12-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 1977K]
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  • 太阳能热水系统在住宅建筑节能减碳中的应用研究

    胡莎;周诚;吕明捷;胡毅;

    城镇化的推进促使能源消耗日益增加,节能环保越来越受到重视,针对住宅建筑给排水系统的要求也进一步提升。热水系统在给排水系统中发挥着关键作用,但其也是住宅建筑中能耗较高的一部分,因此,合理选用热水的制备方式意义重大。太阳能属于清洁的可再生能源,便于采集,可直接开发和利用,具有较大的利用潜力,是替代传统能源、减少城乡碳排放的重要能源。以武汉市某住宅项目为例,将太阳能热水系统应用于住宅建筑的给排水系统中,从太阳能热水系统设置、碳排放量计算和经济效益3个方面对太阳能热水系统相应设计参数的取值和实际运行的经济效益进行了分析。研究结果表明:太阳能热水系统在一定程度上可以满足住宅建筑中用户的生活热水用水需求,太阳能热水系统能够节约经济成本,并且具有显著的节能成效。

    2024年05期 No.361 19-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2284K]
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  • 光伏声屏障标准及性能验证分析

    左燕;赵思阔;王锐;卢博;郭永刚;

    随着“双碳”目标的推进,声屏障与光伏发电技术相结合形成的光伏声屏障具有广阔的应用前景。由于光伏声屏障缺少特定的标准规范,针对建筑行业、交通行业及光伏行业对声屏障及光伏声屏障标准中的重要性能指标进行对比解读,并通过专项测试,验证双玻光伏组件用于光伏声屏障建设的可行性。验证结果显示:1)光伏声屏障的防火性能可依据建筑标准中难燃制品的B1级为最低标准;2)抗风压、抗冲击性能可依据建筑行业标准,但需考虑光伏声屏障作为发电体在抗风压、抗冲击测试后的发电性能评估;3)防眩光性能作为安全指标需在标准中体现。同时提出,光伏组件用作光伏声屏障对防火、抗风压、抗冲击、防腐蚀、防眩光等安全特性的标准框架体系。

    2024年05期 No.361 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2067K]
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学术研究

  • 碱性水电解制氢装置模型研究综述

    张海龙;

    在大规模绿色制氢方面,碱性水电解制氢是一种相对成熟的技术,对碱性水电解制氢装置进行建模是理解、分析和优化碱性水电解制氢过程及相关设备的有效途径。目前,虽然存在多种研究碱性水电解制氢装置的模型,但缺乏对模型发展现状及其存在问题的总结。针对碱性水电解制氢装置模型的研究进展进行了综述,首先对3种主要的水电解制氢技术进行了对比,并对碱性水电解制氢装置采用的电解槽的工作原理进行了介绍;然后从稳态模型和动态模型的角度总结了基于碱性水电解制氢装置建立的模型;最后针对碱性水电解制氢装置组成部分的研发现状进行了介绍。分析结果显示:1) 3种主要的水电解制氢技术分别为碱性水电解制氢、质子交换膜水电解制氢和固体氧化物水电解制氢。2)目前商业上碱性水电解制氢装置采用的电解槽的制氢效率在59%~70%之间,许多研究都集中在通过改变电解槽运行条件和创新其相关部件来提高其制氢效率方面。3)碱性水电解制氢装置的稳态模型主要包括热力学模型和电化学模型,动态模型一般包括气体纯度模型和热模型。研究结果可为进一步改进碱性水电解制氢装置建模提供理论和技术支撑。

    2024年05期 No.361 34-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1920K]
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  • 工业园区微电网项目中风电与光伏发电的容量配置及推广策略研究

    顾伟伟;贺广零;胡志祥;姜宇;姜海鹏;郭洁文;

    以工业园区微电网项目中的风电和光伏发电为研究对象,在考虑场址条件、资源情况和设备选型的情况下,分析了工业园区微电网项目中风电和光伏发电的容量配置方法,并根据经济性评价得到最优的风电和光伏发电容量配置方案;通过对包含中国4类风能资源区、4类太阳能资源区在内,处于不同地域且采用不同电价的15个典型城市的工业园区开发微电网项目进行经济性测算,以投资收益测算结果作为依据来评判此类项目中风电和光伏发电的投资价值,从而得到可执行的风电和光伏发电的推广策略。研究结果表明:1)小型风电机组的投资价值较差,只有在风能资源优且平段电价高的城市才适合应用;大型风电机组的投资价值较高,在园区不限高且安全距离足够的情况下,只有在风能资源差且平段电价低的城市才不适合应用;由于风能资源分布的不连续性,考虑工业园区微电网项目的风电投资时,仍需根据园区实际位置对其风能资源情况进行测算,以确定是否具备风电投资价值。2)光伏发电的盈利能力较好,投资价值较高,可以大力推广;但在太阳能资源较差或平段电价较低的城市,光伏发电不具备开发价值。研究结果可为未来工业园区的风电和光伏发电开发提供参考,并为新能源在工业园区的应用推广提供指导。

    2024年05期 No.361 42-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1900K]
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  • 基于自适应桨距角控制策略的风电机组发电性能优化方法

    曹俊伟;张硕望;黄凌翔;王兴林;曹颖春;赵巧红;

    针对长期服役风电机组的叶片表面粗糙度增加、叶片桨距角传感器测量误差累积等原因导致的风电机组发电性能下降问题,提出一种基于自适应桨距角控制策略的风电机组发电性能优化方法。首先分别以二次多项式、高斯函数和三角函数这3种数据拟合方法进行叶片桨距角补偿值和风能利用系数函数拟合,并以离散度变化敏感性、样本量变化敏感性、运算周期变化敏感性作为拟合函数的评价指标;然后设计了评价指标定量计算方法,用于评价各种数据拟合方法的拟合效果;最后,以长期服役的某2 MW直驱型风电机组为例,研究其执行自适应桨距角控制策略后的发电性能。研究结果显示:1)高斯函数是比二次多项式、三角函数更好的数据拟合方法,原始数据经过核密度估计函数曲线筛选后拟合函数最大值具有更好的一致性。2)长期服役的某2 MW直驱型风电机组执行自适应桨距角控制策略后,测算得到的年发电量较执行该策略前提升了1.3%,提高了90.4 MWh,表明自适应桨距角控制策略能提升风电机组发电性能。

    2024年05期 No.361 52-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2503K]
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技术应用

  • 柔性光伏组件竖直与水平布置方式性能对比

    刘文俊;张伟;Jan Ingenhoff;张昕昱;

    柔性光伏组件为近年来热门的分布式光伏发电系统提供了轻质化解决方案。通过对比实验,对柔性光伏组件采用竖直布置和水平布置方式时的发电量、发电能力、积雪、积灰及热形变影响进行了分析研究。研究结果表明:水平布置的柔性光伏组件尽管存在积雪、积灰的影响,但其整体发电量仍略高于竖直布置时的,且实验组的发电能力明显较低;水平布置情况受积雪、积灰影响更严重,造成发电效率降低21%;柔性光伏组件若采用水平布置及C型钢安装的方式,长时间运行后可能会出现不可恢复的热形变。

    2024年05期 No.361 62-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2842K]
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  • 浅析光伏组件接线盒灌封胶气泡成因及解决思路

    曹敬乐;

    通过对存在固化气泡的不良光伏组件接线盒进行整体的剖切研究,梳理出3种类型的气泡及其产生机理。通过调整灌封胶的物理特性,设计对照实验,找到彻底解决灌封胶气泡的方法。实验结果表明:通过延长搅拌时间、提高搅拌速度、填料加热处理3种物理方式,可有效降低灌封胶粘度,提高流平性能;可有效降低小体积接线盒灌胶后产生气泡的概率。在提升灌封胶流平性方面,提高搅拌速度可提升5.4%,延长搅拌时间可提高10.1%,预加热叠加提高搅拌速度和延长搅拌时间可提高15.5%。

    2024年05期 No.361 69-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2076K]
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  • 基于PVsyst的倾角可调固定式光伏支架的调节次数及倾角偏差影响分析

    孟庆法;严亮;马亮;陈星宇;

    以位于内蒙古自治区的采用倾角可调固定式光伏支架的某光伏电站为例,首先利用PVsyst软件对不同光伏支架倾角下的年发电量进行模拟,得到最佳倾角;然后对光伏支架倾角的浮动范围进行分析;最后针对倾角可调固定式光伏支架的调节时间及调节次数进行研究,并分析1年调节2次倾角时倾角偏差对发电量的影响。研究结果显示:1)相对于全年采用最佳倾角固定式光伏支架的光伏电站,光伏支架倾角年调节次数由2次增加到12次,光伏电站年发电量增益可由4.72%增至5.81%。2)光伏支架倾角调节次数与季节无直接相关性;相对于全年采用最佳倾角固定式光伏支架的光伏电站,随着光伏支架倾角调节次数的增加,光伏电站的年发电量增益逐渐增加,但增幅在逐渐减小。3)在确定光伏支架年调节次数时,需要综合考虑发电量的增益和需要投入的成本,选择2~4次较为合适。4)倾角可调固定式光伏支架1年调节2次倾角时,每次倾角可允许存在±5°的偏差范围,且综合考虑现场工况和调节精度等实际情况后,年理论发电量的最大损失率仅约为0.3%。以期研究结果可为光伏电站的光伏支架倾角设计方案比选、运维时的倾角调节优化及技术标准制定等工作提供参考。

    2024年05期 No.361 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2018K]
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  • 精细控制智能化光伏大棚的设计

    张露心;颜加龙;何秋喜;郑皓文;赵恒利;

    温室大棚技术发展迅速,但其存在电力供给短缺、工作效率较低、管理精细化程度弱等问题,严重制约了中国设施农业的发展水平。设计了一种精细控制智能化光伏大棚,将光伏发电技术与精细化控制技术融入农业生产中,基于环境要素和农作物生长规律,通过传感技术,多维度精细化与智能化控制来协调和平衡参数,使光伏大棚中各参数都达到理想状态,保障对农作物生长过程中外界条件的稳定调节,建立满足农作物生长的最适宜环境,以此提高农作物的质量及产量。通过建立实物模型进行测试后发现,光伏发电系统能实现光伏大棚所需电能的正常供应,同时精细控制智能化系统可以实现农作物生长过程中重要参数数值的自动调节,且可以随时随地检测和监控,具备一定的推广价值。

    2024年05期 No.361 83-88页 [查看摘要][在线阅读][下载 2128K]
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  • 基于电气特性分析的光伏组件热斑故障识别

    曾毅;李宁;王韩冰;许志康;晏海刚;王慧芳;

    随着光伏发电迅速发展,热斑故障因对光伏组件的性能和寿命产生严重影响而逐渐受到关注。根据光伏发电系统的组成结构和运行情况分析,利用Matlab/Simulink仿真平台,基于正常运行的光伏组件的仿真模型推导出存在热斑故障的光伏组件仿真模型,通过实验对比二者的电气特性曲线差异,并测得光伏组件在不同遮挡率下的电气特性曲线得到利用电气特性曲线特定特征来识别光伏组件热斑故障的方法。研究结果表明:1)存在热斑故障的光伏组件的电气特性曲线呈现多峰现象,输出功率比正常运行光伏组件的输出功率低;2)当环境温度不变时,随着遮挡率上升,光伏组件的电气特性曲线从单峰特性向双峰特性或多峰特性变化,随着太阳辐照量的降低光伏组件的输出电流和输出功率均减少。

    2024年05期 No.361 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 2065K]
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  • 柔性光伏支架场景下双面双玻光伏组件隐裂风险的实验研究

    韦安;韦海峰;张彦虎;邹绍坤;毕子龙;

    针对柔性光伏支架(下文简称为“柔性支架”)的结构响应导致双面双玻光伏组件产生隐裂的风险进行评估,首先介绍了柔性支架的结构响应及光伏组件隐裂判定标准,然后选择最适合在柔性支架场景下应用的主流双面双玻光伏组件作为实验对象,设计了可复现柔性支架结构响应工况的振动台,构建了柔性支架的结构响应与双面双玻光伏组件隐裂之间关系的实验模型;针对整体振动、翻转振动和扭曲振动3种工况下不同振动幅度、振动频率、振动次数的双面双玻光伏组件的隐裂情况进行实验分析,对柔性支架场景下实验工况与自然环境极端风荷载实际工况时双面双玻光伏组件的振动情况进行了对比,并验证了双面双玻光伏组件在全寿命周期内不发生隐裂的可靠性。研究结果表明:自然环境极端风荷载实际工况下,在柔性支架本身结构及光伏组件的边框结构不发生破坏的前提下,双面双玻光伏组件在全寿命周期内不会发生隐裂。

    2024年05期 No.361 94-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1946K]
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  • 半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀的故障诊断分析

    王子顺;

    轴承滚道形貌出现“搓衣板”纹路的故障模式是风电机组常见的主要故障之一。针对半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀故障,首先通过在线监测系统采集发电机轴承运行时的振动信号,然后对振动信号故障特征进行提取与诊断分析,研究和复现轴承滚道微电流腐蚀的失效模式和故障发展历程,最后同步验证抑制轴电流的措施的有效性,以此保障风电机组健康可靠地运行。分析表明:该故障风电机组的发电机轴承滚道出现的“搓衣板”纹路并非轴承的主要失效模式,而是轴承滚道发生二次损伤的表现。随着时间推移,轴承滚道出现的损伤(浅坑)纹路逐渐重复叠加并变得更加清晰,说明该发电机的主要失效模式为轴承微电流腐蚀。

    2024年05期 No.361 101-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 5856K]
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