光伏是什么?
光热电站根据 太阳能光热发电 原理采用“光-热-电”的发电方式,成千上万的定日镜把太阳光 反射 到位于太阳塔顶的吸热器表面,形成800℃以上的高温。通过传热介质产生500℃以上的 蒸汽 ,推动蒸汽轮机发电。通过 HT 引擎的渲染功能,真实还原发电塔吸收热量的效果。太阳能光伏和光热都是太阳能发电的技术形式,国际上并没有哪一种是主流之说。只是每个国家根据自己的资源条件和战略需求进行侧重发展。例如,德国、日本是光伏的主要市场,西班牙和美国等太阳能热发电装机比较多。
光伏发电的规模可大可小,从几千瓦到数百兆瓦不等,但光热发电却是典型的规模经济,随着规模的增加,发电成本越低。
// 电站建设模拟
光伏电站,是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系,与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。
太阳能光伏组件将直射太阳光转化为直流电,光伏组串通过直流汇流箱并联接入直流配电柜,汇流后接入逆变器直流输入端,将直流电转变为交流电,逆变器交流输出端接入交流配电柜,经交流配电柜直接并入用户侧。光伏发电的优点是较少受地域限制,因为阳光普照大地光伏系统还具有安全可靠、无噪声、低污染、无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电及建设周期短的优点。
10月15日,国家大型风电光伏基地项目在青海省海南藏族自治州和海西蒙古族藏族自治州同时开工建设,这批项目总投资超650亿元。光伏上了以后,它降低了风速,减少了蒸发,增加了水分。过去不长草的地方,现在长起了草。光伏板安装上之后,夜间它会凝聚一些水分,早上太阳一出来水会滴下来,生态得到了极大的改善,而且不光开始长草了,还开始养羊。
光伏电站每隔一段时间都会进行清洗,以便维持组件的正常运行。可是清洗的水分也渗透到地面,在这样的环境下,很容易促使草堆生长。
// 光照阴影模拟
在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能。日照观察作为光伏能源不可或缺的一项重点,HT 通过与天气系统对接,实现三维场景中日照角度随着时间动态变化,从而直观的查看不同时间段日照情况。结合预设的天气动画,根据当地天气变化,对应实现天气动画效果,辅以展示整体场景。
// 光热电站信息监测
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。通过点击交互场景中的发电塔模型,以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息,与后台数据进行联动,接入真实数据,展示发电塔发电情况与发动机运行状态,做到实时监测管理。逆变器被称为光伏电站的心脏,它将光伏系统发出的直流电转换为符合电网标准的交流电,并接入公共电网,同时控制和监视整个电站。
// 光伏电站信息监测
通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱(包括母线电压、机箱温度、电流)数据,当出现告警时,可对模型进行染红闪烁显示,方便运维人员快速定位排查问题,足不出户即可实时查看设备相关指标,可结合算法实现数据分析,短时间内若出现数据异常变化的情况,提前进行告警,提醒相关人员及时做出决策。光伏发电的波动性、随机性对电力系统安全的影响是显而易见的,包括电力电量平衡难度极大、发电负荷不确定、电网脆弱性增强等。所以,需要时刻的监测电站数据,让光伏效能达到最大化。
同时接入了箱变(包括箱变油温、电压和电流)、逆变器(包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率)、升压站相关数据,全面监测电站运行状况,由于场景比较大,做了点击设备模型视角拉近处理,可更直观的查看设备相关信息。
每个地方的标准都不一样,越发达的地区肯定是越贵的,而且你这个是永久占用还是临时的,还有是不是要改造,还是只是租用不做他用。还要看时间的。我现在就在农村搞养殖种植,对于农村的这些情况还是比较了解的。
如果你是临时租用的话,我们这边非常便宜,几十块钱一亩,我现在租了很大一片山。如果是国家征搞的话,那就按照国家征收标准来,如果私人的话,那就签合同双方谈拢就可以了。我们这边目前国家征收的标准是4万多一亩。
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。
光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属原子内部的库仑力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。
当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,电流便从P型一边流向N型一边,形成电流。
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象。在高于某特定频率的电磁波(该频率称为极限频率threshold frequency)照射下,某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流,即光生电。
多晶硅经过铸锭、破锭、切片等程序后,制作成待加工的硅片。在硅片上掺杂和扩散微量的硼、磷等,就形成P-N结。然后采用丝网印刷,将精配好的银浆印在硅片上做成栅线,经过烧结,同时制成背电极,并在有栅线的面涂一层防反射涂层,电池片就至此制成。
电池片排列组合成电池组件,就组成了大的电路板。一般在组件四周包铝框,正面覆盖玻璃,反面安装电极。有了电池组件和其他辅助设备,就可以组成发电系统。为了将直流电转化交流电,需要安装电流转换器。发电后可用蓄电池存储,也可输入公共电网。
发电系统成本中,电池组件约占50%,电流转换器、安装费、其他辅助部件以及其他费用占另外 50%。
光伏产业是指围绕太阳能光电效应,提供产业发展所需的原材料、电池、组建和系统以及附属产品的企业构成的总称,广义的光伏产业还可以包括发电的后续部分,如电网等。
根据国家能源局新能源司史立山副司长的论述,目前,我国光伏产业中,光伏电池的产量占到全球的40%,已经成为全球最重要的光伏电池生产基地以外,光伏发电市场也在加速启动。去年建成了十多万千瓦的大型光伏电站。
2019年后,中国光伏正式进入了“平价上网时代”,在光照条件好的地方,上网价格已经低于火电,整个产业竞争力不断提升,去年中国光伏新增装机量48.2GW,占全球三成。与此同时,中国光伏组件的出口目的地十分分散,“卡脖子”的顾虑已然烟消云散。
回溯中国光伏行业的发展,以欧美双反、“531新政”以及2019年国家能源局的平价上网通知,大致可以划分为四个阶段:
1. 两头在外的时代(2012年之前):上游原材料依赖进口,下游组件绝大部分都用于出口,内需不足,缺乏核心技术。
2. 产业扶持:(2013年到2018年):发改委等部门陆续推出补贴政策,拉动内需,但是出现了一些结构性问题,比如财政补贴窟窿越来越大,出现骗补现象。
3. 补贴退坡:(2018年到2020年):2018年“531新政”降低了光伏的补贴标准,限制了补贴规模,行业装机量出现间歇性回落,劣质产能被淘汰,加速了平价时代的到来。
4. 平价时代(2021年之后):凭借低成本和规模化创新优势,目前中国光伏发电侧已经接近平价,部分地区已经低于传统电价,竞争力优势不断凸显。
光伏产业的全球争霸赛中,无论是硅料、硅片、电池片还是组件,无论是市场份额还是技术实力,中国都是绝对世界第一,无论今后的技术路线再怎么变化,可以确定的是,最后的赢家一定是中国公司。
沙漠、湖泊、屋顶的光伏产业遍布中国,但很少人知道我们的光伏电站的模样。利用 Hightopo 的 HT 产品搭建轻量化的 3D 大型光伏发电站和光热发电站可视化场景,让大家线上游览一下光伏发电站。