太阳能光伏发电论文太阳能发电论文太阳能路灯论文(精选10篇)
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国内电力科技信息
广西电力建设科技 信息 2008 年第 1 期(总 122 期)年底, 我省风电装机容量已达到 50 万 kW。在酒泉市, 年风力发电量已达 8 亿 kW h, 风电装 机容量占全国的五分之一, 成为全国五大风力发电场之一。
转载自 中国电力 网!? 2008-02-19 2010 年苏沪沿海将建成百万千瓦级风电基地
国家发改委网站公布了我国 可再生能源发展# 十一五? 规划!。规划!指出, # 十一五?期 间, 我国将在经济较发达的江苏、上海、福建、山东和广东等沿海地区加快开发利用风能资源, 尤其在苏沪沿海连片建设大型风电场, 形成百万千瓦级风电基地。而根据我国可再生能源发 展# 十一五?规划, 2010 年苏沪沿海地区风电装机容量达到 100 万 kW 以上。根据 规划!, 推动百万千瓦风电基地建设、持风电设备国产化和进行近海风电试验, 是# 十 一五?期间我国发展风电的重点。其中, 将在苏沪沿海、河北张家口坝上、甘肃安西和昌马、内 蒙古辉腾锡勒和吉林白城等风能资源条件好、电网接入设施完备、电力负荷需求大的地区兴建 百万千瓦级风电基地。在风能资源和电力市场优良的地区建成数十个 10 万 kW 级的大型风 电场。规划!强调, 在进行大型风电场、特别是百万千瓦风电基地建设时, 要支持风电设备国产 化。具体做法是, 重点扶持几个技术创新能力强的国内风电设备整机制造企业, 全面提高国产 风电设备零部件的技术水平和制造能力。同时建立国家级试验风电场, 支持风电设备检测和 认证能力建设。根据最新风能资源评价成果, 全国陆地上的技术可开发风能资源约 3 亿 kW。2003 年以 来, 国家组织开展了全国风能资源评价和风电场选址工作, 同时实施了风电特许权项目。政府 承诺落实电网接入系统和全额接受风电发电量, 以上网电价和风电设备的本地化率为条件, 通 过招标选择投资者。# 十五?时期实施了三期招标工作, 确定了总装机容量 160 万 kW 的风电 项目。为了加快风电的规模化发展, 国家采取了特许权招标方式推进大型风电项目建设, 并促进 风电设备本地化生产和风电技术的自主创新。截至 2005 年底, 全国已建成并网风电场 60 多 个, 总装机容量达到 126 万 kW, 为风电的大规模发展奠定了基础。
转载自 中国电力 网!? 2008-03-19 海南太阳能发电潜能抵 51 个三峡电站
日上午, 海南省政协委员孙业生在政协海南省五届一次会议大会发言时呼吁: 大规模 5 广西电力建设科技信息 2008 年第 1 期(总 122 期)国内电力科技信息
推广开发太阳能光伏产业, 把海南建设成为一个独具光伏产业特色的岛屿和人居环境。打造海南光伏岛 孙业生在题为 借太阳之能举全省之力打造海南# 光伏岛?!的发言中说, 据预测, 全世界石 油储量只够开采 30~ 40 年, 天然气约 60 年。能源安全日益上升到国家安全的高度。各国纷 纷开发清洁环保的新能源以解决能源危机。而海南省无论是太阳能、风能、潮汐能等清洁能源的储量都相当丰富, 尤其是太阳能, 是海 南省最适宜大规模开采的清洁能源。据建设部有关资料显示, 我省年均日照天数 225 天, 一年 光照时长可达 2400h 以上, 太阳年总辐照量 4500~ 5800M J/ m 2。如果一年到达海南地表的太 阳能都被利用来发电的话, 则一年可发电 43750 亿 kW h, 比 51 个三峡水电站一年的发电总 量还要高。推广使用清洁能源 孙业生委员在发言中也指出, # 我省发展太阳能经济的基础较好, 在全省推广使用清洁能 源, 可行性很高。? 据调查, 目前, 海南省生产、组装太阳能热水器的厂家有 20 多家, 省内大部分高档酒店、宾 馆, 以及医院等热水需求量大的单位, 普遍安装了太阳能热水器。一些企业积极利用太阳能技 术解决能源需求, 比如中国城拟用屋顶安装太阳能光伏发电系统, 将其改造成为低能耗示范建 筑。太阳能路灯也走上了市政道路和一些公共场所、三亚市政交通站改造安装建设了太阳能 候车亭 % %我省# 十一五?发展规划, 提出大力发展新能源技术;省# 十一五?科技发展规划, 也 将开发利用太阳能资源列入重点发展专项。孙业生委员说, 海南丰富的太阳能资源吸引了不少有远见的企业。比如排名全球第三、中 国第一的无锡尚德太阳能公司, 目前正积极与海南拓成太阳能有限公司开展合作, 计划在我省 建设光伏电站。目前, 省发改厅已同意两家公司联合在三亚建设 15MW、洋浦 10MW、海口 10MW 光伏并网电站。建议发展光伏产业 孙业生提出了发展太阳能光伏发电产业的建议: 全面进行全省太阳能资源的普查评估。尽快制定海南光伏产业发展的总体规划, 争取把太阳能作为海南省未来的支柱能源;加大对太 阳能利用知识的普及, 加强公众环境教育, 在全社会形成利用新能源、保护环境的良好氛围;制 定优惠的产业政策, 扶持太阳能产业发展。研究制定海南省太阳能产业发展规划、措施, 将光 伏发电等大型的利用太阳能的建设项目纳入省级财政预算和计划, 科学制定合理资金比例和 增长速度以保障太阳能产业的可持续发展;选择起点高、技术能力强的太阳能企业, 扶持其发 展成为太阳能光伏发电的龙头产业。在今年内, 积极协助海南省企业争取将其三地 35M W 光 伏并网电站建设列入国家 300M W 的光伏发电总体规划, 以获得国家资金支持;有选择性地建 设太阳能示范小区、示范街道、太阳能示范建筑, 大力推广使用太阳能路灯、太阳能热水器、太 阳能空调等;建立太阳能利用技术研发中心。
1 太阳能光伏发电技术简介
太阳能光伏发电系统是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射直接转换为电能的一种新型发电系统。如图1所示,上部为N型半导体,正电荷表示硅原子,负电荷表示围绕在硅原子旁边的4个电子,在半导体中掺入硼原子,因为硼原子周围只有3个电子,所以就会产生1个空穴,这个空穴因为没有电子而变得非常不稳定,容易吸收电子而中和,形成N型半导体。同理,图中下半部,硅原子中掺入磷原子后,因为磷原子有5个电子,所以就会有一个电子变得非常活跃,形成P型半导体。
当P型半导体和N型半导体结合在一起时,就会在接触面形成电势差,这就是PN结。光是由光子组成,而光子是包含一定能量的微粒,能量的大小由光的波长决定,光被晶体硅吸收后,在PN结中产生一对正负电荷,PN结区域的正负电荷被分离,形成外电流场。如果将一个负载连接在太阳能电池的上下两表面间,负载上将有电流流过。太阳能电池吸收的光子越多,产生的电流也就越大。光子的能量由波长决定,低于基能能量的光子不能产生自由电子,一个高于基能能量的光子仅产生一个自由电子,多余的能量将使电池发热,致使太阳能电池的效率下降。太阳能半导体晶片通过有序的组合形成太阳能电池组件,可分单晶硅、多晶硅和非晶硅等半导体晶片,若干太阳能电池组件构成太阳能电池方阵。
2 基本组成
一套基本的太阳能发电系统是由太阳能电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池构成,集并网、应急、自立功能于一身的高度集成化平衡部件设计技术,下面对各部分的功能做一个简单的介绍。
2.1 太阳能电池板
太阳能电池板的主要作用是将太阳辐射能直接转化成直流电,供负载使用或存贮于蓄电池内使用。一般根据用户需要,将若干太阳能电池板按一定方式连接,组成太阳能电池方阵,再配上适当的支架及接线盒组成。
2.2 充电控制器
在不同类型的光伏发电系统中,充电控制器不尽相同,其功能多少及复杂程度差别很大,这需根据系统的要求及重要程度来确定。充电控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成。在太阳发电系统中,充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压,快速、平稳、高效地为蓄电池充电,并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命;同时保护蓄电池,避免过充电和过放电现象的发生。如果用户使用直流负载,通过充电控制器还能为负载提供稳定的直流电(由于天气的原因,太阳能电池方阵发出的直流电的电压和电流不是很稳定)。
2.3 逆变器
逆变器的作用就是将太阳能电池方阵和蓄电池提供的低压直流电逆变成220V交流电,供给交流负载使用。
2.4 蓄电池组
蓄电池组是将太阳能电池方阵发出的直流电贮存起来供负载使用。在光伏发电系统中,蓄电池处于浮充放电状态,夏天日照量大,除了供给负载用电外,还对蓄电池充电;冬天日照量少,这部分贮存的电能逐步放出。白天太阳能电池方阵给蓄电池充电,同时方阵还要给负载用电,雨、雪天、晚上负载用电全部由蓄电池供给。因此,要求蓄电池的自放电要小,而且充电效率要高,同时还要考虑价格和使用是否方便等因素。常用的蓄电池有铅酸蓄电池和硅胶蓄电池,在要求较高的场合也有价格比较昂贵的镍镉蓄电池。
2.5 太阳能发电系统
太阳能发电系统有独立光伏发电系统、并网光伏发电系统及分布式光伏发电系统等。
(1)独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。
(2)并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。并网光伏发电系统有集中式大型并网光伏电站,一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大,发展难度较大。而分散式小型并网光伏系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网光伏发电的主流。
(3)分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。
3 设计安装要求
(1)满足建筑师总体规划美观要求,太阳能电池板平放在屋顶上,要求2%的坡度,以利排水。
电池方阵支架方位角的设计:一般情况下,太阳能电池方阵应面向正南安装,方位角0°。
固定式支架倾角设计:根据年发电量计算结果,倾角定位为40°。
安装方式设计:固定式结构简单,安全可靠,安装调试及管理维护都很方便。
(2)蓄电池组的安装方式:蓄电池组由单体蓄电池、蓄电池支架、连接线及铜母排等组成。蓄电池组安放在蓄电池室内,同时要求与电池组件有较近的直流传输距离。安装蓄电池的地点应干燥、清洁。必须有良好的通气、排风条件,电池远离热源或易产生火花处,其安全距离要大于2m,避免阳光直射。根据电池安装面积以及电池极限负荷重量,选择相应的电池安装方式(地面安装或叠层安装)。
(3)太阳能电池方阵应固定牢固,并多点固定,能够抵挡12级风,固定件应防腐。
4 避雷、防雷击接地保护的设置
4.1 场地防雷
方式:避雷带。将金属导体沿被保护物顶部轮廓敷设,并保持适当距离,消引雷电荷,避免直接雷击。
直流侧的防雷:控制器内部有防雷击保护(加装浪涌保护器),并满足GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》要求。
4.2 系统接地保护
雷电保护系统的接地电阻应符合DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求(一般不应大于10A);线路接地系统应符合DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的要求以及DL499-92《农村低压电力技术》的技术要求(一般不应大于4Ω)。
5 电源控制柜的安装
电源控制柜可安装在一配电间内。
光伏系统的效率分析及发电量预测光伏阵列效率:光伏阵列在1000W/m2太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称效率之比。
光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括组件匹配损失:对于精心设计、精心施工的系统,约有4%的损失;太阳辐射损失:包括组件表面尘埃遮挡及不可利用的低、弱太阳辐射损失,取值5%;偏离最大功率点损失:如温度的影响等,取值4%;直流线路损失:按有关标准规定,应小于3%,得:η1=96%×95%×96%×97%=85%。
逆变器的转换效率:逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比对于进口逆变器。可取η2=87%;控制器以及逆变后交流线路损失,取值n 3=3%,可取η3=97%。
系统的总效率等于上述各部分效率的乘积:约η=η1×η2×η3=85%×87%×97%=72%。
6 太阳能光伏发电系统的环保分析
4560W p光伏系统发电量预测依据:北京地区太阳辐射量、系统组件总功率4560Wp、系统效率72%。光伏阵列倾角等于40°,固定式安装;年发电量约6657kWh;20年的总发电约为119826kWh,年平均发电5991kWh (按20年输出衰减10%计算)。
20年节电119826kWh,按每kWh燃煤0.4Kgce计算,减少燃煤47.930Tce,减少煤灰、CO2、SO2等排放约244975Kg,发挥了一定的环保效益。
7 结束语
太阳能光伏发电技术的研究和应用是落实国家节能、环保要求的具体体现。目前,该系统的技术应用正在深化及应用之中,力求将该技术进一步完善,广泛运用于住宅小区中。
摘要:本文介绍了太阳能光伏发电技术,在节能、环保及小区应用方面的发展方向。
关键词:太阳能,光伏发电,节能,环保
参考文献
[1]李炳华等.国家体育场太阳能光伏发电技术应用的研究.建筑电气,2006.4
[2]国家能源局于最新发布《分布式光伏发电项目管理暂行办法》
[3]GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》
[4]DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
[5]DL/T621-1997《交流电气装置的接地》
一、家用太阳能光伏发电系统的组成
家用太阳能光伏发电系统主要由光伏电池组件、光伏系统电池控制器、蓄电池和交直流逆变器构成,核心元件是光伏电池组件。其中,光伏电池组件:将太阳的光能直接转化为电能。交直流逆变器:用于将直流电转换为交流电的装置。此外,逆变器还具有自动稳压功能,可改善光伏发电系统的供电质量。蓄电池:用于存储从光伏电池转换来的电力,按照需要随时释放出来使用。充放电控制器:具有自动防止太阳能光伏电源系统的储能蓄电池组过充电和过放电的设备,它是光伏发电系统的核心部件之一。
二、光伏发电的优点
光伏发电的优点充分体现在以下几个方面:1.太阳能资源取之不尽,用之不竭。照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。另外,根据太阳产生的核能计算,太阳要照射地球600多亿年。2.绿色环保。光伏发电本身不需要燃料,没有二氧化碳的排放,不污染空气,不产生噪声。3.应用范围广。只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统。4.使用寿命长、维护简单、可靠性高。晶体硅太阳能电池寿命长达20~35年:由于无机械转动部件,操作、维护简单,可靠性高,加之现在均采用自动控制技术,基本不用人工操作。5.太阳能电池组件结构简单,体积小且轻,便于运输和安装,光伏发电系统建设周期短。6.系统组合容易。若干太阳能电池组件和蓄电池单体组合成为系统的太阳能电池方阵和蓄电池组;逆变器、控制器也可以集成。所以光伏发电系统可大可小,极易组合、扩容。
三、家用太阳能光伏发电的现状及发展前景
至2007年底,已有大约75万套家用太阳能光伏发电系统进入用户家庭。在这些用户之中,大多数都是牧区的牧民家庭,这些家庭的通电水平还比较低,一般只能满足基本的照明需要。除此以外,还有林区和农区的农户和养蜂户以及无电的学校、商店等小单位已在使用家用太阳能光伏发电系统,还有一些缺电地区的城镇居民,也成为家用太阳能光伏发电系统的用户。如果这些家用太阳能光伏发电系统的保有量按80%计算,加上国家光明工程和送电到乡工程的光伏电站,中国目前至少有100万户家庭主要依靠光伏发电系统解决基本的生活照明用电。
到2007年底,中国的光伏发电市场累计安装量达到70MW,其中约43%为农村电力建设方面的应用,而全国大约还有300万无电户,估计其中至少还有150万户需要在今后的十年内采用光伏或风光互补发电系统来解决。由于居住条件的限制,他们中的大多数只能采用分散的供电方式,即采用家用太阳能光伏发电系统。而许多已经用上光伏系统的用户也将升级换代,提高用电水平。因此,中国的光伏市场潜力仍然很大。
在人口稠密的都市中,光伏发电系统也正起着越来越重要的作用。没有油田煤矿的上海拥有两亿平方米的屋顶,每天只要有阳光,每个屋顶将会是一个小型的绿色发电厂,把上海的大小屋顶、建筑立面联合起来,可建成一座巨型“发电厂”。以上海现有两亿平方米平屋顶的1.5%,即十万个屋顶(约300万平方米),为其安装“太阳能并网屋顶光伏发电系统”,每年至少能发电4.3亿度,这将很大缓解上海的用电紧张。
1施工前期
1.1监理工程师在接受业主委托后,应认真查看施工图纸及施工图审查意见书,尽快了解设计意图,详细地查阅原建筑物建筑、结构图纸,了解“太阳能光伏组件支架布置图与原建筑图是否一致,组件支架能否在原建筑结构上布置,配电房内有无空间布置直流配电柜、交流配电柜及逆变器,配电房内通风措施如何”等内容。
1.2查看设计图纸是否符合规范、强制性标准条文等要求。如设计图纸是否考虑线路检修时隔离装置的设置、设计资料中是否提供钢结构及支架结构安全验算资料、屋顶太阳能组件防雷接地做法是否明确等。
2施工阶段
2.1监理工程师依照监理规划、监理细则,认真审核施工组织设计、系统调试方案,重点审核其选用的规范、技术标准是否满足设计要求。有些施工单位对施工组织设计编制不够重视,将其它工程的组织设计照搬照抄,对此专业监理工程师要认真审核。对关键控制点,要求施工单位编写专项方案,要审查施工进度计划是否满足总进度计划要求。2.2严格检验进场材料设备质量,验收合格并履行手续后方可使用。对进场的材料设备,必须检查出厂合格证、检测报告,技术性文件等是否齐全用效,有些材料必须试验合格后才能使用,如电线电缆、Z型钢板等。镀锌支撑架座外观检查要无明显缺陷,钢板厚度、外观镀锌质量需符合要求。对进场的电池组件逐个要进行检验,测量太阳能电池板在阳光下的开路电压,检查电池板输出端与标识正负是否吻合、电池板正面玻璃有无裂纹损伤、背面有无划伤毛刺等,在阳光下测量单块电池板的开路电压应不低于开路电压的4V。对直流汇流箱、逆变器等设备,应组织业主、施工单位共同验收。
2.3监理要巡查施工单位是否按图施工,是否严格按规范、操作规程施工。工程质量控制主要体现在以下几个方面:
2.3.1基座、支架强度
基座与建筑主体结构连接牢固,预制基座应放置平稳、整齐,不得破坏屋面的防水层,连接件与基座之间的空隙,应采用细石混凝土振捣密实。
由于太阳能组件在已建成的建筑物房顶上施工,尽管工程设计是在原建筑设计图纸基础上进行的,但进场施工后,仍发现设计图纸与现场实际结构尺寸有一定出入,部分支座不在梁的部位,化学锚栓无法植筋。监理要求施工方对现场布置不合理的地方提出调整方案,由设计单位根据施工房顶设计承重要求(25kg/m²)做出符合房顶要求的基础、支架的变更设计方案。
2.3.2支架
安装光伏组件或方阵的支架应按设计要求制作。钢结构支架的安装和焊接应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求。支架应按设计位置要求安装在主体结构上,并与主体结构可靠固定。钢结构支架焊接完毕,应进行防腐处理。钢结构支架应与建筑物接地系统可靠连接。
钢结构支座材料进场后,监理验收发现:少量热镀锌角钢∠70×45×5.0(Q235)、∠50×50×5.0(Q235)等材料制作的主支撑及后支撑外形尺寸与设计图纸不符、部分镀锌材料外观质量不符合要求等问题。监理要求该批材料退场。在化学锚栓植筋过程中,由于原砼梁内部钢筋较密,植筋钻孔深度不够、植筋偏位现象较多,监理及时将现场施工情况汇报设计单位,设计单位出具了支座加固变更方案,经现场化学锚栓拉拔试验检测,符合设计参数要求。
2.3.3光伏组件
光伏组件的结构强度应满足设计强度要求。光伏组件上应标注带电警示标识。光伏组件应按设计间距排列整齐并可靠固定在支架或连接件上。光伏组件之间的连接件应便于拆卸和更换。根据设计图纸要求,边压块与Z型钢横梁连接用M6×35螺栓+平垫6+弹垫6+六角螺母M6(不锈钢)固定,施工方擅自用M6强自攻螺钉连接,经监理现场检查,连接固定后强度及可靠性不符合要求,施工方对该连接方式全部整改并按图施工,保证了施工质量。
2.3.4电气系统
电气装置安装应符合《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303的相关要求。电缆线路施工应符合《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168的相关要求。电气系统接地应符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的相关要求。光伏系统直流侧施工时,应标识正、负极性,并宜分别布线。
由于本工程单体建筑较多,电缆走向复杂,原室内配电间未考虑太阳能光伏发电所需的直流汇流箱、逆变器、交流配电柜等设备的具体位置,监理要求施工单位在施工前根据现场情况、国标图集、规范等,绘制电缆走向、配电房室内布置图等,经设计单位书面确认后作为施工依据。
2.4认真做好旁站监理工作。
为保证工程施工、调试、运行质量和效果,监理要高度重视旁站工作。主要旁站部位有:化学锚栓植筋、线路绝缘电阻测试、防雷接地电阻测试、太阳能光伏组件电性能测试、系统调试等。3系统调试
工程验收前应按照《光伏系统并网技术要求》GB/T19939的要求对光伏系统进行调试。光伏系统的调试应按单体调试、分系统调试和整套光伏系统启动调试三个步骤进行。
3.1单体调试
3.1.1检查柜内及柜与柜之间的连拼线、校核相应柜内线、测试绝缘电阻值。
3.1.2空载操作。按各产品技术要求进行,主回路不通电,仅将控制回路接上,检查各控制电路是否正常,空操作各电源开关,检查是否有损坏情况。
3.1.3输出断开,每台设备输入加电,检查内部工作情况是否正常,输出参数是否正常。
3.2分系统调试
主要指单套逆变器、直流防雷汇流箱、直流开关柜到电网接入的分系统调试。
3.2.1空载调试。出线开关均断开,进线开关送临时电,按设计图要求进行调试,分步上电。按汇流箱、直流开关柜、逆变器顺序逐级试验检查,上级设备正常才能进行下级设备的调试。3.2.2联动调试。整个子系统加电,检查各设备接口处的性能是否满足技术要求,如不满足,应立即停机检查,故障排除后才能进入下一环节。通电要求,现场设备调试时,必须采用临时电源。模拟试验,根据设计相关要求,分别模拟设备各种保护动作,检查保护动作是否正常。
3.2.3全部调试工作结束之后,拆除临时电源,将被拆除的电源线复位。
3.3整套光伏系统启动调试
整套光伏系统启动调试主要指太阳能电站逆变电源部分的调试。在各设备的单体调试报告批准后,整体调试方可进行。其主要内容是:建立在各子系统调试都通过的基础上,对逆变系统与太阳能阵列、逆变系统与低压配电的接口进行调试。
4工程运行移交及注意事项
在工程正式移交使用单位并投入运行前,监理应督促施工单位做好以下几方面工作:
4.1工程移交前需做好信息提示系统及显示屏安装调试。4.2在交流控制柜内需装防逆流装置,否则不允许并网发电。4.3安全防护措施、铭牌标识等应完善到位。例:屋面光伏阵列临边未设置防护栏杆和防止锚固失效的防坠落措施,光伏阵列外围需设置带电警示牌等。
4.4太阳能并网发电需有供电局同意并网发电的书面手续。4.5室外配电箱防水措施需到位,应做IP55防水等级。4.6在项目验收合格后,需向使用单位做好技术交底工作。4.7编制操作使用手册。
【摘 要】太阳能独立光伏发电系统符合环保节能需求。本文针对辽宁沈阳地区农田值班房设计了一套太阳能光伏发电系统,能够满足农田值班房内日常照明、灌溉及基本娱乐需求,且可以在连续三天阴雨天正常工作。通过估算得系统总投资16100元,静态投资回收期和动态投资回收期分别为1.7和4.8年,具有相当的可行性。
【关键词】农田值班房;太阳能光伏发电系统
1.引言
近年来太阳能光伏发电应用领域越来越广泛。目前太阳能光伏发电应用主要集中于大型并网电站的建设,对于小型分散性光伏系统建设着力不多。目前我国无电地区通常远离大电网、人口稀少、居住分散、交通不便,无法采用电网供电。本文旨在为远离电网的偏远山区设计一套用以解决生活需求的独立光伏发电系统:通过计算所需用电负荷参数,确定所需太阳能电池板的数量及布局,完成独立光伏发电系统的设备选型,进而通过静态回收期、动态投资回收期等对系统进行经济性评价。
2.光伏发电系统的设计
本文的设计以辽宁省沈阳市某农田值班房为例进行设计。沈阳市位于北纬41.77度,年日照时数在2200~3000h之间,年总辐射量120~140kcal/cm2年。查询沈阳气象局气象记录,可以得到沈阳地区最佳倾斜角月平均辐照量的数据。根据最佳倾角=纬度+1的原则,可得太阳能电池板最佳倾斜角度为42.77°。
考虑到农田值班房的照明、灌溉、娱乐等需求,对负载做如下设计:1个15W节能灯,日均工作6h;1个100W的21寸彩色电视机,日均工作4h;1个500W的农用潜水泵,潜水泵设计为一周使用两次,平均工作时间为6h,但因潜水泵使用时所需电量很大,故在设计太阳能发电系统时为了满足用电量的需求,以潜水泵每日都在工作为条件进行负载计算;1个25W的卫星电视接收机,日均工作4h;其他小型电器、手机充电器等10W,日均工作3h,则日平均消耗功率为151.25W。
太阳能电池容量由计算,为安装面日照量 的年最小值(Mw?h/cm2?d);PL为负载的日平均消耗功率(W);k为系数(K=K1×K2×K3×K4×K5×K6×K7×K8×K9);K1:充电效率(取0.97;)K2:太阳能电池组件脏污系数;K3:电池板温度补正系数;K4:直并联接线损失系数;K5:最佳输出补偿系数;K6:蓄电池充放电效率(取0.9);K7:变换器效率;K8:变压器效率;K9:DC线损率。计算得太阳能电池板的容量为1904.43W,为了提高供电可靠性,确定容量为2250W。蓄电池组为电压24V,于是将3块12V单晶硅太阳能电池板串联安装。
蓄电池的容量由Be=(PL×24×D)/(Kb×V)计算,系统连续阴雨天数设计为3天,蓄电池最大放电深度系数0.7,逆变器转换效率0.92,线损为0.05,则安全系数Kb就为0.61,得蓄电池的容量为743.85A?h。为提高系统可靠性,将蓄电池容量定为Be=750A?h。选择12V电池,串联成24V的电池组,蓄电池组由6块250A?h /12V的蓄电池组成,先两两串联后再并联三组。
逆变器是根据负载总功率进行选择的,根据上文用电负载的总功率为650W,选用功率为800W,输出端口为230V的逆变器。系统电压24V,太阳能电池板单体的工作电流8.38A,因此选择工作电压24V,工作电流10A的充放电控制器。表1为系统设备清单,系统总成本16100元。
3.系统的经济性评价
沈阳市民用电费0.5元/度,太阳能电池方阵日产电量1.6335×9×3.61=53.07kW?h(1.6223为单体太阳能电池板的面积m2;9为太阳能电池板数量;3.61为12月份最佳倾斜面日照量kW?h /m2),全年生产电力价值0.8×53.07×356=9446.46≈9446元,系统总投资16100元,则静态投资回收期为1.7年。
系统总投资29104.1元,其中16100元为光伏系统初建成本,13004.1元为25年(太阳能电池板使用寿命)中每8年更换蓄电池组的费用的折现值金额。安装后的第一年有9446元(全年的电费总额)的净现金流入,假设寿命期内(25年)沈阳地区的市民用电费用保持不变,粗略计算可得动态投资回收期为4.8年。
4.结论
太阳能分为光伏和光热(太阳能热水器)是一种取之不尽、用之不竭的可再生战略新能源,越来越得到国家的重视。2006年我国就制定了《可再生能源促进法》、《可再生能源中长期发展规划》、《节能减排综合工作方案》。宁夏作为我国西北部城市,在太阳能产业具有一定的资源优势和产业基础,政府相继也出台了《宁夏新能源产业发展规划》和《自治区人民政府关于加快发展新能源产业若干意见》的实施意见,推荐有条件的小区、道路、庭院应积极采用太阳能光伏技术照明。在这些政策支持的背景下,太阳能应用中的太阳能路灯照明产品的市场空间会越来越大。
中国光伏发展历程:
中国太阳电池的研究始于1958年,1959年研制成功第1个有实用价值的太阳电池。中国光伏发电产业于20世纪70年代起步,1971年3月首次成功地应用于我国第2颗卫星上,1973年太阳电池开始在地面应用,1979年开始生产单晶硅太阳电池。20世纪90年代中期后光伏发电进入稳步发展时期,太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过30多年努力,21世纪初迎来了快速发展的新阶段。
中国的光伏产业的发展有2次跳跃,第一次是在20世纪80年代末,中国的改革开放正处于蓬勃发展时期,国内先后引进了多条太阳电池生产线,使中国的太阳电池生产能力由原来的3个小厂的几百千瓦一下子上升到6个厂的4.5兆瓦,引进的太阳电池生产设备和生产线的投资主要来自中央政府、地方政府、国家工业部委和国家大型企业。第二次光伏产业的大发展在2000年以后,主要是受到国际大环境的影响、国际项目/政府项目的启动和市场的拉动。2002年由国家法改委负责实施的“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程以及2006年实施的送电到村工程均采用了太阳能光伏发电技术。
2007年年底,中国光伏系统的累计装机容量达到10万千瓦(100MW),从事太阳能电池生产的企业达到50余家,太阳能电池生产能力达到290万千瓦(2900MW),太阳能电池年产量达到1188MW,超过日本和欧洲。
2009年6月,由中广核能源开发有限责任公司、江苏百世德太阳能高科技有限公司和比利时Enfinity公司组建的联合体以1.0928元/度的价格,竞标成功我国首个光伏发电示范项目——甘肃敦煌10兆瓦并网光伏发电场项目,1.09元/千瓦时电价的落定,标志着该上网电价不仅将成为国内后续并网光伏电站的重要基准参考价,同时亦是国内光伏发电补贴政策出台、国家大规模推广并网光伏发电的重要依据。
宁夏太阳能资源情况:
银川市在太阳能资源全国各大地区排列前三位(西藏拉萨、内蒙古呼市)宁夏银川地区属于我国太阳辐射的高能区。据1961-2004年宁夏太阳辐射资料统计表明,全区平均5781MJ/ m2.a其空间分布特征是北部多于南部,南北相差约1000MJ/m2.a,灵武、同心最大,达6100 MJ/ m2.a以上。且太阳辐射能直接辐射多、散射辐射少,对于太阳能利用有着得天独厚的优越条件,宁夏银川太阳能开发利用潜力巨大。
宁夏回族自治区概况:
宁夏是我国五大自治区之一,处在中国西部的黄河上游地区.位于北纬35°14~39°23,东经104°17~107°39之间。宁夏疆域轮廓南北长、东西短。南北相距约456公里(北起石嘴山市头道坎北2公里的黄河江心,南迄泾源县六盘山的中嘴梁),东西相距约250公里(西起中卫营盘水车站西南10公里的田涝坝,东到盐池县柳树梁北东2公里处),宁夏总面积为6.6万多平方千米。
人口情况:
宁夏人口主要分布在北部,南部次之,中部最少。宁夏是中国回族最大的聚居地,回族人口约占自治区总人口的1/3,占全国回族人口的1/5。2009年在宁夏常住人口625.20万人中,人口出生率为14.38‰,出生政策符合率为88.4%,人口自然增长率为9.68‰,连续三年保持在10‰以下。
经济建设:
2009年宁夏全区GDP达1334.56亿元,按可比价格算,同比增长11.6%。财政总收入完成213.6亿元,比上年增长19.61%,其中:地方一般预算收入完成111.5亿元,增长17.38%,比去年增收16.5亿元,比年初预算超收10.5亿元;全区地方一般预算支出完成427.8亿元,增长32.41%,创新高。
太阳能(光伏)路灯照明产品系统配件
一.太阳能电池组件
太阳能电池的利用光伏效应把太阳的光能转换成电能。将多个单体太阳能电池连接,并进行封装,可以构成不同面积、不同功率的太阳能电池组件,也可统称为太阳能电池板。单体太阳能电池一般是不能使用的,实际应用的是太阳能电池组件。
太阳能电池板可分为单晶硅板和多晶硅板
单晶硅和多晶硅的区别是,当熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核,如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒,则形成单晶硅。如果这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则形成多晶硅。多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如在力学性质、电学性质等方面,多晶硅均不如单晶硅。多晶硅可作为拉制单晶硅的原料。单晶硅可算得上是世界上最纯净的物质了,一般的半导体器件要求硅的纯度六个9以上。大规模集成电路的要求更高,硅的纯度必须达到九个9。目前,在太阳能单晶硅板的转换效率略高于多晶硅板,但两者差异不大。
二、太阳能控制器
太阳能控制器全称为太阳能路灯充放电控制器,其主要作用是通过智能光控和模糊时控,对太阳能路灯开启与关闭。并且对蓄电池充电和放电进行管理,以达到整个太阳能路灯照明系统的稳定运行。
三、太阳能储能蓄电池
由于太阳能照明系统蓄电池的充电直接由太阳能电池提供,得到的能量极不稳定。在太阳能光伏照明系统中,通常选用的是免维护铅酸蓄电池。免维护铅酸电池是一种新型的蓄电池,它采用全密封方式,放电率高,特性稳定;无需加水;安装时简单,占地面积小,可水平和垂直安装;寿命一般为 2 ~ 4 年。
四、光源负载
太阳能灯以节能环保为优势,负载应该节能、低耗、寿命长。太阳能路灯根据实际情况需要,可在 12V 直流节能灯、低压钠灯、陶瓷金卤灯无极灯 LED等多种光源中进行选择。
不管选用那种光源,其亮度与光源的功率有直接关系,也直接影响系统配置和投资费用。在相同照明时间条件下,光源功率越大,亮度越高,系统配置越大,费用越高;功率越小,亮度越低,系统配置降低,费用减少。
五、灯具和灯杆
灯具一般是指用于安装照明光源的部分,也就是通常所说的灯头;灯杆分为变径杆、锥形杆、组合杆等多种形式,并通过挑臂与灯具连接。一般的灯杆、灯具都可作为太阳能灯的选择对象。如果采用在灯杆上直接安装太阳能电池组件的方案,需根据太阳能电池组件面积加工制作太阳能电池组件的支架,同时考虑灯杆的抗风强度问题。
灯具和灯杆的选择面较宽,一般满足实用、美观的要求即可。
六、线缆和连接紧固辅件
线缆用于连接太阳能电池组件、蓄电池、充放电控制器、光源等器件。线缆的线径标准随系统配置需要确定,线缆的长度随灯杆高度和器件安装位置确定。
连接紧固辅件用于固定各器件连线的输入、输出端子;固定灯杆及灯具。
宁夏地区太阳能光伏企业情况:
1.宁夏银星能源光伏发电设备制造有限公司(吴忠仪表和发电集团合资)
位于宁夏银川市市高新技术产业开发区黄河西路330号,公司主营业务:自动化仪表、风力发电设备、太阳能电池组件及太阳能路灯工程。
2.国电宁夏太阳能公司
位于宁夏石嘴山市惠农区南大街258号,国电宁夏是由中国国电集团控股的国电科技环保集团公司全资投资的新建项目,项目规划建设年产5000吨多晶硅,总投资50亿元人民币,项目分两期建设。一期2500吨/年工程建设投资30亿元,已于2008年10月28日开工,计划2010年6月机械竣工,2010年10月完成试车、性能考核后,正式投入商业运行。
3.宁夏阳光硅业公司
位于宁夏回族自治区石嘴山市惠农区,是由江苏阳光股份有限公司、中色(宁夏)东方集团有限公司、宁夏电力投资集团有限责任公司三方共同出资组建的,由江苏阳光股份有限公司控股。总投资40亿元主要产品为多晶硅、单晶硅原料和产品以及太阳能电池等制品的高新技术企业。
4.宁夏隆基硅材料有限公司
位于宁夏中宁新堡镇团结南路。是由抚顺隆基磁电设备有限公司和西安新盟电子科技有限公司共同投资设立的高新技术企业,致力于太阳能电池产业。主要产品为太阳能级单晶硅。公司成立于2006年11月,坐落在宁夏回族自治区中宁县,设计年产2800吨单晶硅,总投资13亿元,建成后将成为国际重要的单晶硅生产基地。
5.宁夏宝德威路灯制造有限公司
位于银川市望远工业园区,是一家专业设计、生产、安装路灯、庭院灯、景观灯、电子警察监控钢杆及户外太阳能路灯照明产品的企业。
6.宁夏昱德太阳能科技有限公司 位于宁夏吴忠市南环西路,是一家以太阳能产业为核心,集科研、生产、销售、安装、服务为一体的综合性高科技企业,拥有专业科研人员30名,大中专以上学历职工200余名。占地50亩,恒温高科技全自动设备生产车间6000平方米。主要生产太阳能电池组件及太阳能路灯照明工程。
7.宁夏普利特电气设备有限公司
位于银川市德胜工业园区中央大道18号,是一家以生产太阳能电池组件为主,及销售太阳能路灯照明,太阳能热水器、太阳能集热设备产品的公司。
8.宁夏宁沪太阳能科技有限公司
位于宁夏石嘴山市大武口区金工路5号,公司由上海太阳能科技有限公司和宁夏天地奔牛实业集团有限公司合资组成的东西合作企业。公司专业从事太阳能光伏发电产业,集研发、生产、销售、施工及售后服务为一体的高科技公司。主要生产太阳能电池组件及太阳能光伏工程。宁夏近几年太阳能路灯照明主要工程信息
1.2007年9月银川首批太阳能路灯照明 在银川上海路阳澄巷安装使用
2. 2009年11月宁夏银川望远工业园区太阳能路灯照明工程
此次在园区新建的7条道路上安装626盏太阳能路灯项目总投资596.8万元全区首屈一指。每年可节省电费55万元。
3.2006年11月中宁团结路两侧60盏太阳能路灯太阳能路灯
政府采购斥资42.6万元,购进的这60盏太阳能路灯,从2006年11月开始交付使用。一盏灯投资7300元 4.2009年下半年,中宁团结路
又装了86盏太阳能路灯,每天能省出75千瓦时电,每盏17700元。
5.2009年5月
青铜峡市安装的466盏太阳能路灯照明工程,工程五百多万。每年节省1.82万千瓦时电,可供2500多个家庭使用一年。
6.2009年8月宁夏盐池县政府采购8米高太阳能路灯60盏、5米高太阳能路灯90盏
7.2010年8月30日 同心城乡建设和环保局招标采购 太阳能路灯45盏
光伏发电是利用光生伏打效应, 使太阳光辐射能转变成电能的发电方式, 是当今太阳光发电的主流。太阳光发电是无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式, 它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。
2 太阳能光伏发电系统的类别
太阳能发电系统可区分为两大类别, 一是独立系统, 二是系统联系系统 (或称为与交流电网联系系统) 。独立系统是太阳能发电系统的最基本的形式, 又称为太阳能发电的原型系统。这种系统多用于远离市区 (无人操控) 的海上灯塔、浮标、山顶的无线中继电台等, 作为供电电源。由太阳能电池阵列输出的直流功率直接供给负荷。如果负荷是交流的, 则还须将直流电通过逆变器变换为交流电。此外, 输出的直流能量还同时供蓄电池充电。由于负荷的电压经常会产生波动, 故还应设置控制器以调节电压。从电力系统的术语来说, 称为“逆潮流”运行或通俗地称为“卖电”。反之, 对电力公司来说正常运行是向用户供电, 称为“正潮流”。系统联系型太阳能发电系统的优点是, 当阴雨天气或夜间太阳能发电量不足时, 可以通过系统联系直接向市电电网买电。系统联系系统的另一重要优点是可以取消蓄电池, 使成本降低, 且加强了供电的稳定性和可靠性。
3 太阳能光伏发电系统的发电方式
太阳能发电方式太阳能发电有两种方式, 一种是光-热-电转换方式, 另一种是光-电直接转换方式。
3.1 光-热-电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电, 一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气, 再驱动汽轮机发电。前一个过程是光-热转换过程;后一个过程是热-电转换过程, 与普通的火力发电一样。
3.2 光-电直接转换方式该方式是利用光电效应, 将太阳辐射能直接转换成电能, 光-电转换的基本装置就是太阳能电池。
太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件, 是一个半导体光电二极管, 当太阳光照到光电二极管上时, 光电二极管就会把太阳的光能变成电能, 产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。
4 影响太阳能光伏发电的主要因素
太阳能的利用主要是利用到达地面的太阳辐射。太阳辐射可分为两种。一种是从光球表面发射出来的光辐射, 因为它以电磁波的形式传播光热, 所以又叫做电磁波辐射, 这种辐射由可见光和不可见光组成。另一种是微粒辐射, 它是带正电荷的质子和大致等量的带负电荷的电子以及其他粒子所组成的粒子流, 微粒辐射平时较弱, 能量也不稳定, 在太阳活动极大期最为强烈, 对人类和地球高层大气有一定的影响, 但是一般来说不等它辐射到地球表面上来, 便在漫长的日地遥远的路途中逐渐消失了。为此太阳辐射主要是光辐射。由于大气层的存在, 真正到达地球表面的太阳辐射能的大小, 则受多种因素的影响, 一般来说太阳高度、大气质量、大气透明度、地理纬度、日照时间及海拔高度是影响的主要因素。
5 并网太阳能光伏发电系统组成
光伏系统由以下三部分组成:太阳电池组件;充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。 (如图1所示) 。
光伏系统具有以下的特点: (1) 没有转动部件, 不产生噪音; (2) 没有空气污染、不排放废水; (3) 没有燃烧过程, 不需要燃料; (4) 维修保养简单, 维护费用低;光伏系统应用非常广泛, 光伏系统应用的基本形式可分为两大类:独立发电系统和并网发电系统。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。
6 发展与展望
20世纪90年代以来是我国光伏发电快速发展的时期。在这一时期我国光伏组件生产能力逐年增强, 成本不断降低, 市场不断扩大, 装机容量逐年增加, 2006年累计装机容量达35MW, 约占世界份额的3%, 10多年来, 我国光伏产业长期平均维持了全球市场1%左右的份额。到2020年前, 我国光伏技术产业将会得到不断的完善和发展, 成本将不断下降, 光伏市场会发生巨大的变化:预计2005-2010年, 我国的太阳能电池主要用于独立光伏发电系统, 发电成本到2010年将约为1.20元/k Wh;2010-2020年, 光伏发电将会由独立系统转向并网发电系统, 发电成本到2020年将约为0.60元/k Wh。到2020年我国光伏产业的技术水平有望达到世界先进行列。目前, 世界太阳能光伏发电产业还处于初级阶段, 为了保证太阳能光伏发电产业的健康发展, 需要做好以下工作: (1) 研制太阳能光伏电池最大功率跟踪算法, 实现太阳光最大功率跟踪; (2) 研制太阳能光伏阵列的优化组合算法, 实现太阳能光伏电池阵列的优化组合;
随着全世界能耗的不断上升, 滥用化石能源导致的环境污染日益严重, 人类在应对经济持续发展的同时, 还要着重关注生态平衡的问题。人类对于太阳能利用方面的探索和研究将更加积极, 同时也预示着太阳能光伏并网发电将在未来的社会中扮演越来越重要的角色。
摘要:随着全球经济社会的不断发展, 能源消费也相应的持续增长。能源问题已经成为关系到人类生存和发展的首要问题。而太阳能的利用近年来已经逐渐成为新能源领域中开发利用水平高, 应用较广泛的能源, 尤其在远离电网的偏远地区应用更为广泛。本文主要对光伏并网发电系统作了分析和研究。论文首先介绍太阳能发电系统的特性和基本原理分别做了具体分析, 并对系统各组成部分的功能进行了详细的介绍。接着, 对光伏并网中最重要部分——逆变器进行研究。再次, 提出光伏并网发电系统的设计方案。最后, 对光伏并网发电系统的硬件进行设计。并网光伏发电充分发挥了新能源的优势, 可以缓解能源紧张问题, 是太阳能规模化发展的必然方向。我国政府高度重视光伏并网发电, 并逐步推广“屋顶计划”。太阳能并网发电正在由补充能源向替代能源方向迈进。
关键词:能源,太阳能,光伏并网,逆变器
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关键词:太阳能;光伏发电并网;系统;应用
中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)27-0049-02
太阳能的可再生性、清洁性,使其拥有广泛的发展前景,在社会生活的方方面面的应用广泛。尤其是太阳能电池板、太阳能电池都在多个领域中广泛使用。
这类太阳能产品的集成性、独立性较高,像太阳能路灯、家电等,因此这些产品中的大多使用的是直流负载独立的供电方式。
太阳能光伏系统的类型逐渐增多,并更趋成熟,其应用的方式也更加丰富,因此运用光伏并网技术的太阳能发电已成为当前发展最为迅速、运用领域最为广泛的光伏新能源应用技术。
1 太阳能光伏系统并网技术
太阳能光伏系统主要有独立系统、并网系统以及混合系统三个部分组成。而依据光伏系统的运用形式、规模以及负载的类别,又可以分为6种,即小型太阳能供电系统、简单直流系统、交直流供电系统、并网系统、混合供电系统以及并网混合系统。
下面将对其中的井网系统和并网混合供电系统进行简单的介绍。
1.1 并网系统
太阳能光伏并网系统的工作特征主要是太阳能电池组件产生的直流电通过网逆变器转化成为适合电网要求的交流电网之后,直接进入公共电网,光伏电池方阵所产生的电力不仅要负责交流负载,剩下的还要返还给电网。这样,在阴天下雨时,太阳能电池设备没有生成电能或器生成的电能不能负担起所有的用电负荷,电网就开始供电。因为太阳能发电可以直接进入整个供电网络,不用安装蓄电池,,也就没有了蓄电池储能和释放这一环节,避免了能量的不必要消耗,极大的减少了整个系统的运营成本。但是在整个系统运行中就要有专门的并网逆变器,来确保输出的电能达到相应的需求。这样就会损失掉部分的能量。这种系统与公用的电网和太阳能电池组件阵列共同作为交流负载的电源,降低了整个系统的负载却电流,并且并网光伏系统可以对公共的电网有着调峰的作用。但是这个系统属于一种分散式的发电系统,会影响到电网的顺畅运行,应当给予一定的重视度。
1.2 井网混合供电系统
在太阳能光伏产业的不断发展的今天,在整个并网系统中,逐渐产生了太阳光伏阵列、电网和备用油机的并网混合供电系统。这一系统能够当做一个在线不间断电源来促进系统的负载供电保障率的提高。并网混合供电这一技术相对较为复杂,但是可以保证系统用电的稳定性,在供电要求高、备用电源以及电网供应不稳定的情况下使用更加适合.
这种并网混合供电系统一般会使用控制器和逆变器共同作用,通过电脑芯片来实现对整个系统的全面控制,对各类能源进行综合运用,来获取最佳的工作状态,并也能与蓄电池配合使用。
在并网混合供电系统中,当出现本地的负载功耗低于某个范围时,系统会对太阳电池多余的发电量或通过电网对蓄电池进行充电,确保蓄电池的浮充,以备不时之需。如果供电网络出现故障,系统就会自行断开电网,进行单独工作,通过蓄电池或者是油机系统来供给负载所需要的交流电能。如果电网恢复了正常,这一系统就会再次进入并网模式,有电网继续完成供电工作。
2 太阳能光伏发电并网技术系统的设计组成
2.1 子系统的构成
太阳能光伏发电系统的各个子系统都是相对独立的,均是由光伏子系统、直流监测配电系统以及并网逆变器系统等构成,将各个子系统的进行有机结合后,再进行380 V三相交流电接至升压变,最后进入供电网络。
2.2 主设备选型
在大多数情况下,单台逆变器的容量越大,单位造价就会相对较低,但是当单台逆变器容量过大时,一旦出现故障就会对整个电网系统产生重大的影响,因此需要依据光伏组件安装场地的真实状况,选取适合额定电量的并网型逆变器。在当前国内生产的并网逆变器单台容量最大可以达到500 kVA,但是100 kVA及以上的产品的运行不足。为确保光伏发电场能够稳定、经济的运行,并网型逆变器能通过分散成组相对独立并网的方式,这就能够促进整个光伏发电系统的顺畅运营。
并网型逆变器需要过、欠电压,过、欠频率,进行短路保护,防孤岛效应,逆向功率保护等保护方式。每个逆变器都需要连接到多个串光伏电池组件,而这些电池组件可以利用直流监测配电箱连接到逆变器。直流监测配电箱内部安装的有组串电流监测单元,能够起到对各组串电流的监测作用,还能运用数据格式将整个电流监测信息传送到逆变器控制器中。
2.3 10 kV升压系统电气部分
10 kV升压变电站的升压变压器额定容量、电压比、低压进线回数以及电容器都需要依据发电量的设计情况进行设计安排。
电气综合室需要进行分层布置,最底层主要是配电装置室、电容器室,而上层则为逆变室,安装有监控屏和逆变器屏。
在升压变压器上选择的是箱型干式变压器,容量依据相关设计进行变更;而低压进线柜选择的是低压抽出式开关柜;高压出线柜则使用的是中置式空气绝缘开关柜。
2.4 防雷保护
升压变电站一般处于室内,因此为了使光伏电池组和升压变电站的相关建筑设施在遭受直击雷和感应雷时得到相应的保护,在光伏电池组件支架和升压变电站的非导电体的顶部安装环形避雷带进行防雷保护。为了确保相关人员的生命安全,所有的电气设备都需要安装接地装置,电气设备的外壳需要进行接地保护。太阳能光伏发电并网技术系统设计的组成部分,如图1所示。
图1 太阳能光伏电并网技术系统的构成图
3 太阳能光伏发电并网技术系统的应用
光伏并网发电系统主要由太阳能组件方阵和并网逆变器两部分组成。太阳能组件将光能转化为直流电能,并网逆变器将直流电能逆变成交流电能供负载使用或传输到电网。白天有日照时,太阳能组件方阵发出的直流电经过并网逆变器转换成交流电供给负载使用或传输到公共电网。当光照不足或电网异常时,系统自动停止运行。同时不断检测电网和光照条件,当光照充足且电网正常时,系统再次并网运行。本工程所建设的光伏发电系统采用分块发电逆变,集中升压并网模式。本项目光伏并网发电原理图示意,如图2所示。
图2 光伏并网发电原理图
3.1 逆变器升压变压器的方案选择
合理的逆变器配置方案和合理的电气一次主接线对于提高太阳能光伏系统发电效率,减少运行损耗,降低光伏并网电厂运营费用以及缩短电厂建设周期和经济成本的回收期具有重要的意义,合理的电气一次主接线可以简化保护配置、减少线路损耗、提高运行可靠性。同时合理的配置方案和合理的电气一次主接线对于我国大规模的光伏并网电厂(30 MW以上)建设具有一定的示范意义。
方案一:由于厂区面积大,采用各建筑就近单独设置逆变区(逆变器均带隔离变),汇总后,再进行二次升压至10 kV。
方案二:采用各建筑就近单独设置逆变区(逆变器均不带隔离变) ,汇总后,再进行升压至10 kV。
方案比较:方案一逆变器带隔离变,经升压后汇总,再进行二次升压,减少了汇总过程的线损,但是整个系统经过了两次升压过程,多了一次变压损耗,而且增加了隔离变的投资。方案二逆变器不带隔离变,直接汇总后升压,多了一定的线损,少了一次变压损耗,而且减少了隔离变的投资。
3.2 系统主要方案
拟利用工厂厂区的建筑屋面上沿屋面敷设光伏组件,通过对太阳能的综合利用,实现太阳能光伏发电应用,采用多晶硅组件和并网式逆变器,建设总容量为30 MWp以上规模光伏发电系统。采用分块发电、集中逆变,集中升压并网方案,每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列。太阳能电池阵列输入光伏方阵初级防雷汇流箱、直流配电柜后,通过光伏并网逆变器逆变输出低压交流电,通过10 kV升压变升压后并入电网。
根据不同建筑屋面大小布置电池组件,直流汇流箱采用10进1出,然后接入直流配电柜和逆变器。采用光伏发电设备集中控制方式,在集中控制室实现对光伏设备及电气设备的集中控制和数据检测。
光伏电站内配置电流速断/过流保护。在集中控制室屋顶安装一套太阳能发电环境监测系统,主要监测的参数有:风速、风向、环境温度、太阳能电池温度、太阳总辐射等。
4 运用太阳能光伏发电并网技术时需要注意的问题
4.1 系统电压的波动
太阳能光伏发电装置的实际输出功率会因为日光的强度的变化而发生变化,在白天日照强度较强时,其发电装置会输出最大功率的电能,而在夜幕降临时,输出的功率近乎为零。所以,除了系统中设备设施的故障因素外,发电装置的输出功率会因为光照、气候、季节等自然因素而发生变化,输出功率出现波动。
4.2 谐 波
太阳能光伏发电系统是利用光伏组件来将太阳能转变为直流电能,再经并网型逆变器将直流电能转变成为和电网有着同样的频率和相位的正弦波电流,与电网共同作用,然而再这一过程中,会有大量的谐波产生。依据我国标准的《电能质量 公用电网谐波(GB/T 145-93)》中对于公用电网谐波电压值的相关规定,见表1,可以对太阳能光伏发电系统产生的谐波的危害进行相关的评估。
再进入到公共联接点的谐波电流允许值的规定上,因为太阳能光伏发电系统的电压不够稳定,实际进入到公联接点的谐波电流需要在发电装置并网时依据相关的规定的测量方式来进行测量。这样,太阳能光伏发电系统在实际进入到电网时需要对谐波电流进行检测,确保电流符合国家的标准,如果不符合,就要采取安装滤波装置等等措施。
5 结 语
从以上对于太阳能光伏发电并网技术的相关分析探讨中,可以看出太阳能并网发电技术的应用在技术上是具有可行性,从经济的角度来说也是具有可行性的,对于社会环境的改善和社会的可持续发展有着巨大的影响,其推广运用能够极大的促进人类社会的长远发展。
参考文献:
[1] 赫明亮.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].电子技术与软件工程,2015,(1).
[2] 许炜强.光伏发电并网技术的应用[J].科技与企业,2014,(24).
发布于:2013-08-08 14:19:09 文字:【大】【中】【小】
国家电网去年10月出台政策,鼓励个人投资分布式光伏发电并网,引起广大国民广泛关注。目前,全国范围内已经有数十家居民家庭并网成功,但是很多人还不清楚具体流程,怎么办理个人家庭并网发电。
平湖天上能源有限公司的工作人员介绍说,居民家庭办理太阳能发电只需六步: 第一步,居民最好有独立的场地(如屋顶)来安装;若是公共屋顶需征求邻居同意。
第二步,居民要征求自建电站小区的业委会或居委会许可。
第三步,居民前往电力公司营业厅进行分布式光伏发电项目并网申请,供电部门将来现场开展现场勘查,并组织审查380(220)伏接入方案。
第四步,如果设计接入方案和设备方面有问题,供电部门会提供接入方案和接入电网意见函,居民将根据方案和意见函对设施进行改造。第五步,自行安装或者找专业公司安装并网系统。
第六步,装好后,通知电力公司过来验收,他们会在居民家中安装计量装置,并签订购电协议,完成最终并网程序。
注意:全过程不收任何费用。
国家电网承诺:国家电网将为分布式光伏发电项目业主提供接入系统方案制定、电能计量装置安装、并网验收和调试等全过程服务,不收取任何费用;支持分布式光伏发电分散接入低压配电网,按照国家政策全额收购富余电量;对所有分布式光伏发电项目免收系统备用容量费。项目接入公共电网的部分也由电网买单,用户仅需自己投资光伏发电设备以及自用部分少量电缆线路投入。
个人发电有三种结算方式
并网发电有三种接入方式:全部自用、全部上网、自发自用,余电上网。全部自用,即光伏发电量全部用于家庭自用,不卖电给电网; 全部上网,即光伏所发电量全部卖给电网,自己家不用; 自发自用余电上网,即家庭用一部分,多余的电量卖给电网。
马重芳:各位女士、先生,首先允许我感谢大会的组织者给我这样的机会,到这里来向大家学习,特别是向西方和中国的企业家、科学家和政府官员,学习我们在这方面的经验。
首先,太阳能热发电势在必行,刚才听到了几位西方大公司的报告,实际上这项技术已经发展到相当成熟的地步。比如说商业化运行在西方已经有460万千瓦,同时运行30多年在美国加州,单塔功率已经超过10万千瓦。所以西方这方面所获得的经验是非常宝贵的,我们应该尊重他们的成就、尊重他们的知识产权。
西方投入的资金就以460万千瓦的建设费来讲,肯定是超过了200亿美元,实际他们投入的数字可能还要大。只有巨大的资金投入才可能获得今天的科学和工程的成就,所以中国人应该很好的向西方学习。
熔盐蓄热技术的应用,解决了人类蓄能巨大的难题,尽管现在太阳能热发电的成本还是相当之高,但是这项技术肯定是要做下去的,肯定要跟光伏一道并行的发展,这一点是毫无疑问的。
一直在中国人面前有一个美好的前景一直在诱惑着我们,看着很近实际似乎又很遥远。我们都为此而激动但是也常常为此而苦恼,我相信第一步就是以现在西方已经获得的成就,我们学习他们的技术,同时也发挥中国人的潜力,我相信第一个高潮在中国电价公布之后很快就会到来。有中国人的参与会玩得更好,当然我们还是追赶者我们要虚心的学习。
但是,尽管西方已经有了非常杰出的成就,但是我有一个想法,我觉得到现在为止CSP的最终解决方案,好像还没有得到,什么是最终解决方案呢?波音747的飞机1970年投入使用,距离现在已经45年了,但是现在波音747仍然是奥巴马总统的座机,习近平也坐这个飞机,过了45年还在用,基本上没有动原则上,这就是最终的解决方案。
还有一个例子是高铁,日本的新干线,用了40多年,当年邓小平也去坐,270公里,也许日本被中国的竞争所困扰,但是我们做得也不错,但是过了40年基本原则、基本的模型、工程的原则还是一样的,这就是最终解决方案。
西方老大哥对此怎么看,我们还没有找到解决方案,就是因为成本高、效率低,不是说成本高就不能做,电动汽车成本这么高不是搞的如火如荼嘛,我们当然可以玩下去的,但是这么高的成本、这么低的效率,我们谁敢说找到了解决方案呢,是塔式还是槽式,或许都不是!当然这要实践证明,我觉得西方获得了巨大的成就,是我们的老大哥我们得好好学习,但是他们没有解决最终的方案。
我们需要进一步的联合起来搞创新。
光聚集起来就损失了30%,光变成热,又损失了20%,热功转换效率大概是三分之一,又损失了将近三分之二,最后年平均发电效率还有多少,大概是15%左右,有的不到,有的也许多一些,效率很低呀,85%的能量没有很好的利用,它怎么能不贵呢,另外这项技术涉及这么多产业部门,产业链这么长,成本怎么降低呢?
中控做的不错,是中国最大规模的电站,很多的企业也做了很多工作,但是我们投了多少钱呢,大概是西方的十分之一还是百分之一?中国现在是学习者、追赶者,我们应当很虚心,我们也应当有很严肃的态度,为了维持生存做CSP的公司要把自己说的好一些,做零部件的公司、做子系统的公司要把自己说得好一点,都是应该的,都是可以理解的,但是我们还要严格一些,做什么事情不要吹得太厉害,当然也不要妄自菲薄。
这个产业没有中国人参加不知道能不能玩得很好,有一个蓬勃社的记者,前年我在澳门开会做了一个关于CSP的报告以后,他说降低成本一定要中国人参加,我想在座的都能做出贡献,这个产业链太长太大了,西方拥有先进的技术,特别是宝贵的工程和商业的经验,他们做了三四十年了,花了大概将近两千亿,至少1500亿人民币,300亿美元,我想他们花了是大体上这么大的数目,那不是白扔的钱,我们得要虚心的学习,但是最终如果没有中国人参加怎么把成本降低下来。
产业链非常之长,只有中国能够承担制造业的任务,中国人很辛苦赚很少一点钱就很满足了,我们面前巨大的产业是西方国家的机遇,应该也是中国的机遇。从机械装备、控制系统、熔盐、导热油、重化学工业和做蒸汽轮机、换热器、熔盐棒,这些东西中国都能做好而且做的便宜,太阳能热发电是典型的热工转换过程,热工转换是能源的主流技术,因为热转换成为工或者是工转换为热和冷能这是能源的主流技术,CSP就是能源主流技术的一部分,这方面中国能做很多事情,因为热工转换需要大量的机械装备,中国玩微电子也许玩不过美国人,但是搞机械热工这套装备做得不错而且很便宜,巨大的产业机遇是全球共享的,我们尽管是“迟到者”但是也有参与的机会,出路是优势互补国际合作,这么讲有一个根据。去年的11月,所谓APEC蓝的时候,奥巴马总统和习近平主席发表了中美气侯变化的联合声明,这是在中国领导人第一次对气侯变化、对于二氧化碳的排放明确的承担了责任,在美国好象也是第一个总统承认气侯变化的责任,对于中国来说,中国承诺了要在2030年左右,把中国的碳排放达到峰值,距离现在不过也就是15年,在2030年左右要使非化石能源在一次能源利用达到20%左右,这是中国政府认真的承诺。
这就决定了,中美两个大国共同承担了减排的义务,当然责任还有不同,这我不详细说了。最近中美两国战略和经济谈判有消息传出来,说中国要投入6.6万亿(英文),这件事是非常的重大,也为我们行业的发展提供了政治上、经济上巨大支持,我们可以也必须走国际合作的路。
国际合作第一步应该虚心的学习引进和尊重西方的知识产权,利用他们的技术和经验,发挥我们在产能方面的优势,在电价很快会公布的情况下,我相信第一个高潮会到来的,尽管现在还有很多困难,昨天听到中海阳的老总说投了5个亿,拿到的单子都是很小,几万、几十万,我觉得这些企业家值得我们尊重,值得我们学习,但是我相信第一个高潮应该很快会到来,到那个时候我们起码不会饿死,中国企业家做了这么多年的努力和准备,这么艰苦等待的时机,这第一个高潮我想应该很快会到来。
国际合作协同创新,如果一个行业在西方已经获得了大发展,中国人接过来能做得很好,比如说高铁,以及很多的产业都是这样的。但是像CSP这个产业,好像是没有一个解决方案提供出来,也正因为如此所以我们似乎看到有些情况是有点让我们失望的,比如说让我们耐心一点等等,原因是因为最终解决方案似乎还没有明确的提出来,如果提出来政府马上就可以下决心,中国人马上就可以去做大。
现在是有了相当好的基础,就是波音747还没造出来,但是空中堡垒这样的飞机倒是造出来了,不能说没有成就,这个成就也可以有巨大的产业发展机遇,但是终究还没有得到最终的解决方案。现在的这些方案几乎是30年前、40年前提出来的,现在天天讲创新,我们也看到创新创造了很多奇迹,创造了马云、创造了facebook。
我们这个领域难道就没有创新的机会吗?我今天要讲的第二点,我们也许应该有第二个高潮,那就是把CSP做得能够跟光伏竞争,能够让它的成本降低一半甚至更多,让它的效率年平均发电效率从15%左右提高到20%甚至更高。
这些事情不是梦想,是必须实现的,如果不实现那我们也会发展,也能赚很多钱,但是难以做得更大。为了这个目的我觉得我们要跟西方携手合作共赢。
协同创新怎么走呢?有一个巨大的问题,中国人能不能有资格参与,中国的科技创新相对来说还是比较落后的,中国人创新能力,我在美国待了五六年学习和工作,我知道美国人比中国人强得多,日本人不如美国人,欧洲也不如美国人,但是好像都比中国人的创新能力强。另一方面,我在美国待了五六年,俄国待过一年,日本待过一年,世界上主要的实验室,主要干活的人有犹太人、印度人更多的是中国人,可见中国人是有创新能力的,但是由于种种的原因,我们不去分析,中国人的创新是比较差的。
CSP这个产业需要中国人参与,需要跟西方一道来创新,也希望西方能接纳我们。这个资格是我们自己争取来的,我想说明的是我们有资格参与这个创新。
北京工业大学已经做了15年的研究,我们做了130多种不同的组份,热物理、热化学性质投入了上千万进行研究,不同形态的过程和计算方法、实验数据都做了比对,这些工作花的钱是很大的,因为我们实验室从建立以来这15年,从校外得到的资金是1.7个亿,还有学校、教育部、北京市的投入,大概至少是4个亿左右。
2010年美国爱德和国家实验室,这个实验室有八千人,他们开发过54种核反应堆,制造了世界第一台核潜艇的反应堆,跟他们比我们实验室不过是一个小字辈。2010年3月,这个实验室发表了一个科技报告,翻译过来就是“液态盐的热物理与热化学性质的工程数据库”这篇科技报告里,推荐了六个熔盐计算的公式,熔盐在管子里流动的时候,它的换热系数是多少,用什么公式来计算,推荐了六个计算公式,六个计算公式统统来自我们的实验室,我和我的博士生刘斌博士和其他几位教授联名发表的。我在美国待过六年,我知道哪个国家都一样,如果有自己的文献一定是优先引用的,不会去引用一个遥远国家的数据,这六个计算公式统统是来自于我们大学我们的实验室,没有任何一个公式是来自于其他的国家和研究机构和大学。
当年9月,还是爱德和国家实验室,他们发表了另一篇报告讲到如何计算熔盐的传热,六个公式统统来自我们实验室,还有六章数据图也统统来自于我们实验室。中国人是谦谦君子,至少我们不愿意把自己说得太大,但是请允许我把这个事实告诉大家,除非你不用熔盐,除非你用熔盐但是不去做精确的计算,不去做性能的估算,都是拍脑袋,否则你应该知道用什么公式、用什么标准,这不仅是学术上的荣誉,这些材料在网上可以得到,我想这些结果证明了我们中国人的创新还是得到承认的,也有人问我是不是认识这些爱德和国家实验室的科学家,我一个也不认识,因为他们是做核反应堆的,他们不是做太阳能的,因为熔盐首先是用在反应堆的而不是用在太阳能。
这些不是纸上谈兵,因为用什么样的传热介质和蓄热介质是CSP产业最关键的第一个问题,选什么样的介质它的成份是什么、它的热物理性质、热化学性质如何把握、如何变更,让它适应工程的要求,用什么样的数据在工程上来控制传热过程,用什么样的传热形态,是用受波对流、层流还是揣流、自然对流还是混合对流,这一切如果没有精密的思考就去做工程设计盲目性会很大。
我们也把它用在工程上,小型的槽式系统就罗山,我们用熔盐运行了两个多小时,这些技术没有那么难,都能做到,我们向西方学习的还有他们大规模的工程化商业化的经验,我们希望花钱去引进,我想西方也应该以合理的价格转让给我们,这些我们自己做也可以做,最好还是国际合作,大家一道来做更好。
熔盐的问题不是书生在那空议论,所以说不是莫道书生空议论,产业焦急血斑斑,我们实验室花了几个亿的资金,有纳税人的钱、投资人的钱,数以千万记的,哪一个中国公司会投几个亿的钱来做这件事,除了带头大哥像中广核、龙腾,我们实验室几个亿的资金投下去了,我们的目标是产业化是工程化,这些工程都是要投入巨大精力的,即使如此我们也是配角,我们只跟带头大哥一起玩的,这些带头大哥是中外的企业家、投资家。
昨天深圳华强说他们的老总要扔进七个亿,这使我肃然起敬,但是我们最好少扔钱做得更好。
除了熔盐以外,分布式太阳能热电联供系统,也许是非聚焦的中低温的低成本的,这种系统在中国也有很大的前景,特别是在中部和东部,西方也没有解决,我们在跟夏小东博士合作做非聚焦的,也做聚焦的所谓有机循环系统,单合板发动机是自己做的,这是非常精密的机械。
世界最大的压缩机公司两次来访,我们正在商谈如何合作,阿特拉斯公司是最大的压缩机公司,年销售额一百亿欧元。
项晓东博士是知名的科学家和海归,而且拥有300项美国专利,谁敢说现在就能最后的给出一个方案就是塔式、槽式,我们需要发展一种低成本的,光学系统效率更高、集热效率更高的聚光集热系统,为什么不能够考虑这个可能性呢?
以前也有一些科学家提出过,但是真正成功的很少,项晓动博士提出的叠塔混合式的系统具有很高的聚光集热的效率。这完全有可能成为一个创新,其他也有一些公司在做类似的创新,都是应该受到鼓励的,我们不要轻易的相信,现在的结果就是最终的解决方案,我们应该向马思科(美国的企业家)。
超级绝热技术,也项晓东的创新,非跟踪的太阳能集热器,温度达到190度成本降得很低,这也是非常重要的方向,特别是做分布式系统。他们做的工作得到了中科院工程验的高度评价,也得到了中国一些政治领导者,比如说俞正声、吴邦国等都给予了重视,项晓东先生不仅仅是创新,也是扔进了大量的钱,国家的钱拿到了上亿,他们自己筹的钱没有一个亿也差不多,都不是议论而已,是砸进了上亿的资金,这样的创新我想不会没有结果。
我们也跟很多国外企业有过交流,比如说很知名联合技术的公司、法国电力集团、意大利国家电力公司、西班牙大学和研究中心、日本人、台湾人。
一句话,我们中国应该在最终解决方案方面做贡献,我们希望跟西方一起来合作。
大型聚焦的太阳能发电系统,可以用叠塔混合的聚光集热技术、超级绝热,现象熔盐传递蓄热技术,目标是试图探索最终的解决方案,把成本极大的降低、效率提高到20%甚至更高。
也要分布式系统,让成本做的低,这可能要用ORC系统,功率范围也是比较小的,例如现在做到170千瓦、10千瓦都有,这些创新工作是我们的未来,我们应该向facebook这样的一些公司,像马云这样的公司学习,还有马思科,这些研究基地在海南,项博士投入了很多的钱在开发这个基地,在八达岭王志峰先生所做的,还有北京工业大学。我们也联系了一系列的老总,成立了公司做百集瑞。
很多大的公司,一次拿出1900万元并不是一件容易的事情,我们是能够跟西方国家一道把科技创新做好,把制造业做好。
谢谢大家!
主持人:谢谢马教授的演讲,刚才几位分别做了主题演讲,有些嘉宾可能有一些问题,下面就上述四位嘉宾的演讲进行提问和交流。
提问:华尔街日报本月13号发表一篇评论,认为伊万帕电站实现了40%的设计产能,更像一个燃煤电站和燃气电站不知道亮源公司如何回应这个评论。
第二个问题,现在的效能低是否以定日镜的面积小有关,自己也在议论变更定日镜的面积,有60平米、120平米的,现在在国延庆用的是120平米。
你们的学习过程大概是四年时间,时间是否有点长,投资者的看法如何?
华尔街日报透露说蒸汽发生器故障频发,是材料引起的还是巴威公司的设计引起的,还有另有其他的原因。
回答:《华尔街日报》也不要完全的相信它,对我们来说毫无疑问是学习的过程,我们在准备的过程中也考虑到了减税政策的时间。我们利用了减税的政策,我们在去年的时候开始爬坡,我们也在年终的时候开始做进一步的微调,一直持续到年底。
您刚才也提到了定日镜的面积,我们要实现优化,这是经济角度考虑的优化,50平米,有的对手使用120平米,我们在德令哈使用的25平米,所以定日镜的面积完全是出于经济效率的考虑,如何来优化光场,之前也听到过运行有了很大的改善,的确是在刚开始的时候,在去年的时候面临一些设备的故障,如热泵的问题、锅炉热泵的问题等等,但是这些问题很大程度上已经解决了,现在仍然还在解决一个涡轮机的振动问题在去年的时候还在试图解决,有一些常规的技术也给我们造成了困扰,在爬坡的过程中,之前也展示过。《华尔街日报》提到了四年的时间,我们业提供了保证,在四年之内要实现我们所保证的目标,这也是《华尔街日报》提及到了,大家到实地看看的话,会对于目前运行的效果会感到非常的吃惊,就像我之前说过的那样,我们现在已经不断在创造新的记录,另外想指出的是,包括热工的转换等等,我们已经有了很大的改善,改善的程度非常大,未来有很大的挑战,但是我想整个团队对这个项目感到非常的骄傲,就像之前所说的,千里之行始于足下,在这个过程中积累了很多的经验和教训,毫无疑问在接下来的项目中,这些经验和教训将会为我们作用,在中国也是如此。
我没有全部回答你的问题,我鼓励你去我们的网站上看看,我相信在网站上应该可以帮助你提供更多的相应的数据。
提问:我来自中海阳,向马教授请教一个问题,在您的报告里提到分布式太阳能热电发电系统,我的问题是分布式的太阳能热发电系统迄今为止一直没有普及开,是因为热发电的补贴问题还是存在技术壁垒,还是成本问题一直高居不下呢?
第二个问题,分布式热发电系统和现在主流的分布式光伏系统,两种技术会存在什么优缺点,根据您的专业角度,这种分布式的热发电系统什么时候能够像分布式光伏一样,能够在千家万户普及开,谢谢?
马教授:分布式系统概念不是中国人提的,最近这十多年中国人学习西方也提出了这个概念,现在也被国家接受,也列入了规划,但是分布式的概念第一是功率范围比较小,比如说百千瓦级的,我们在科技部拿到一个项目给了我们550万,做百千瓦级的分布式系统,难的地方,我们知道聚光、集热,光聚集变成热,然后是热工转换,就是要用动力机,动力机如果是越大越好做越小越难做,百千瓦很难,十个千瓦更难,因为成本上去了。
再有,温度要低一些,温度做的聚焦以后当然可以产生500度以上的高温,但是对分布式系统温度太高成本会更高,所以要用非聚焦的集热器,温度大概一百八九十度,然后去循环发电供热,因为平均发电效率就是15%,提高几个百分点都难,大部分都是热,那个热又不用,那就很完蛋了,所以中国中部和西部根本没有那么多土地,谁去建大电站呢,分布式系统是非常大的未来,碟式应该是分布式系统,比如说25个千瓦、50个千瓦,百千瓦都不到,但是碟式不能够蓄热成本又高,所以分布式系统是西方没有解决的,我们可以共同来解决。
现在在做的用ORC系统,用非聚焦和聚焦的都有,要有熔盐蓄热,把这些技术都做起来,科技部给我们钱,最近达到了170千瓦的功率,谢谢!
提问:想问一下马教授,对混合熔盐和换热器的强制传热系数进行了研究,我想问一下你们对于换热器怎么能够高效最佳的节奏有没有简单的叙述?传热的形式是什么?
马教授:用什么样的盐,盐具有什么样的热物理和热化学性质,这就要控制盐的成份,我们做了135种熔盐,对它的黏度、导热系数等等要在高温下做测量,目的就是要控制它,至于流形是层流是揣流等等,这也要有控制,这些东西都要经过计算,除非你不用熔盐,否则必定要去做传热的计算,不能拍脑袋估计,美国人也是最开始拍脑袋估计的,现在当然是算了,到现在为止最好的公式好像还是我们提的,没有人找到其他的公式,因为这些公式是由所有普视性的,不仅对熔盐好用,对水也可以用,这些东西还有一些层流到揣流的过渡,这些最终是为了做工程不是为了发表文章,发表文章就是让全世界共享,美国的核工业部门也许军事部门也可以用我们的公式,那是共享的成果,真正怎么解决问题我们愿意跟更多的企业合作,就是用熔盐也不一定和我们合作,你们也可以自己解决,那也很好,但是如果跟我们合作我们可以来共同来分享。最终大家都要来找到最适合的传热介质,传热的形态和换热器的结构,换热器结构有很多软件。
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