中国第一座太阳能发电站建在哪?
在南京江宁。
国内最早的太阳能热发电示范电站是南京玻纤院春辉公司与以色列魏兹曼研究院合作的南京江宁区70kW塔式太阳能热发电试验工程,于2005年建成并发电成功。这是亚洲首座太阳能塔式热发电技术应用项目。该电站于2010年底实现并网发电,每年的发电量达到270万千瓦时。
现状
国内规模最大的项目是内蒙古50兆瓦槽式太阳能热发电项目,该项目落户内蒙古鄂尔多斯市巴拉贡创业区,2011年6月开始招标。各大电力集团也开始积极布局,在全国各地开展光热发电前期工作,并预留了大量土地以备将来的大规模扩张。
近日,敦煌建立了甘肃首个光伏发电技术示范区,8项国内先进的光电技术在区内展示。预测未来将给敦煌带来新商机。
敦煌市光伏发电技术示范园坐落在中广核敦煌太阳能开发有限公司生产厂区,这里展示了多晶硅双轴跟踪、多晶硅斜单轴跟踪、多晶硅平单轴跟踪、多晶硅固定、单晶硅固定、单晶硅薄膜固定、500倍(高倍)聚焦、光伏建筑一体化等8种光伏发电技术,这些技术均是目前我国乃至世界光电产业中的最前沿技术,体现了世界清洁能源领域的最新科技成果,也引起了国家和省市领导的高度重视。
在光伏发电技术示范园的示范带动下,敦煌市的光伏产业迅速发展,全国知名能源企业纷纷落户敦煌,投资建设光伏发电项目。据前瞻产业研究院资料,截至2011年11月底,全国第一批10兆瓦光伏并网发电特许权项目——中广核与国投华靖两个10兆瓦光伏并网发电项目建成并累计发电4200万千瓦时。目前,95兆瓦光伏并网发电项目已进入光伏电池板安装调试阶段,有望年底实现并网发电。2012年,敦煌市还计划新开工建设100兆瓦光伏并网发电项目。
在去年国务院发布的《关于进—步支持甘肃经济社会发展的若干意见》中,已明确提出大力发展河西新能源,加快建设以酒(泉)嘉(峪关)为中心的风电、以敦煌为重点的太阳能发电示范基地,力争到2020年建成千万千瓦级以上风电基地、百万千瓦级以上太阳能发电基地,这个战略目标早已给敦煌调整产业结构、发展太阳能产业、走低碳经济的路子指明了方向。
有许多不同的太阳能跟踪器设计,涉及不同的方法和技术,让移动光伏电池板紧紧跟随太阳。然而,从根本上讲,太阳能跟踪器可以分为两种基本类型:单轴和双轴。
一些典型的单轴设计包括:
典型的双轴设计包括:
使用“开环”控件可以粗略地定义跟踪器跟随太阳的运动。这些控件根据安装的时间和地理纬度计算太阳从日出到日落的运动,并开发相应的运动程序来移动光伏阵列。然而,环境负荷(风、雪、冰等)和累积的定位误差使开环系统随着时间的推移变得不那么理想(也不那么准确)。不能保证跟踪器确实指向控件认为应该指向的位置。
利用位置反馈可以提高跟踪精度,并有助于确保太阳能电池阵列实际定位在控制装置指示的位置,根据一天的时间和一年的时间,特别是在涉及强风、雪和冰的气象事件之后。
显然,跟踪器的设计几何和运动力学将有助于确定位置反馈的最佳解决方案。五种不同的传感技术可以用来为太阳能跟踪器提供位置反馈。我将简要描述每一种方法的独特优点。
1 倾角传感器
它们直接安装到PV阵列上,就阵列相对于地平线的“倾斜”提供直接反馈。倾角传感器的单轴跟踪器类似如图a和b以上,或“海拔”轴位置追踪器如图d,e,f。很明显,一个倾角传感器将没有价值一种追踪与图c。绝对位置保留——倾角传感器将准确地报告倾斜角。
2 接近传感器
这些是用来计数齿轮齿仰角或千斤顶螺钉或旋转回转环。根据具体设计的运动执行机构安装。位置数据(脉冲计数)必须保存在控制器中,因为接近传感器本身不知道角度或旋转位置。因此,传感器不提供绝对位置——它只报告基于感知目标存在/不存在的增量运动。尽管有这些缺点,接近传感器是许多跟踪应用程序最具成本效益的解决方案之一。
3. 旋转编码器
这些传感器和测量驱动电机或电机驱动直线执行机构的旋转,通常需要紧密地集成到执行机构本身的设计中。(例如,旋转编码器对于液压缸驱动的线性执行器就不是一个好的选择。)绝对多圈旋转编码器可以提供保留绝对位置数据的功能,并可以应用于任何仰角或旋转轴的跟踪类型以上所示。
4 感应旋转位置传感器
位置传感器直接安装到跟踪器仰角轴的旋转部件上,以感知旋转位置。他们是理想的单轴跟踪器类似如图a和b以上,或“海拔”轴的追踪器如图d,e, f。
5 超声波传感器
超声波传感器能够测量相对较长的距离,可以安装在跟踪框架上,并提供传感器与安装在地面或跟踪基座上的固定目标之间的距离反馈。太阳能电池板的倾斜角可以很容易地确定使用这个测量距离和一点。超声波传感器的方法还提供了准确的绝对位置信息。
双轴跟踪优势
当今,利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要的方法。太阳能光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件,光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关外,还与能量的转换效率有关,直接影响性能的好坏。因此太阳能光伏组件阵列的安装方式对太阳能发电系统的效率影响非常大。传统的太阳能光伏组件大都采用固定式安装,即电池板固定在支架结构上,不随太阳位置的变化而移动,这样的结果是将严重影响转换效率。据测算,如果系统与太阳光线角度存在25°的偏差,就会因垂直射入的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降10%左右,这是因为太阳能光伏组件阵列的发电量与阳光光线入射角度有关,光线垂直与组件平面时光伏阵列接收到的太阳辐射量最大,其发电量最大。为了解决这一问题,太阳自动跟踪系统应运而生,采用太阳自动跟踪系统可在最大程度上保证电池组件与太阳光光线的始终垂直。
目前使用广泛的有三种太阳光伏自动跟踪系统,包括水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪和双轴跟踪,其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度,双轴跟踪具有两个旋转自由度。三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略,通过计算得出太阳在天空中的方位,并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中,在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看,所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式,与连续跟踪方式相比,步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。
下图是某地不同安装情况组件接收到的辐射强度(度/平方米/日)对比数据。
水平面 最佳倾角安装 水平单轴跟踪 倾纬度角斜单轴跟踪 双轴跟踪
一月 2.78 5.38 4.97 6.77 7.44
二月 3.79 5.95 5.88 7.46 7.75
三月 4.86 6.07 7.04 7.99 8.00
四月 5.90 6.20 8.27 8.61 8.70
五月 6.53 6.10 8.50 8.33 8.71
六月 6.35 5.67 7.90 7.51 8.03
七月 5.99 5.46 7.45 7.17 7.59
八月 5.66 5.62 7.47 7.54 7.73
九月 4.91 5.64 6.65 7.27 7.27
十月 4.08 5.74 5.77 7.06 7.16
十一月 2.92 5.13 4.76 6.39 6.75
十二月 2.32 4.65 4.19 5.79 6.45
年平均数 4.68 5.63 6.57 7.32 7.63
逐月数据比较
年平均值比较
从上表中可以知道,与水平相比,最佳倾角安装可提高发电量20.3%,水平单轴安装可提高40.3%,倾纬度角斜单轴跟踪可提高56.4%,双轴跟踪可提高63.3%。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
2019年7月,中国的装机容量光伏是全球第一,2018年统计达到1.4亿千瓦。从2025年开始,中国光伏发电将逐步成为主力能源。