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智能
云
光
伏
“智能云光伏”是机器人技术、物联网技术、大数据技术和云计算技术在太阳能光伏发电生产中的综合运用,目标是将光伏电站的PR值提高15%以上,以提高光伏电站生产效率。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 1、 研发背景 太阳能是绿色环保的可再生能源,太阳能光伏发电产业蓬勃发展,中国光伏装机量已经达到了近70GWp,预计2020年,全球装机量达到540GWp。传统的人工光伏电站运维方式已经不能满足产业的发展需要,为了提高电站的生产水平,降低运维成本,必须实施智能化、无人化的光伏电站维护技术。 2、 技术说明 “智能云光伏”是机器人技术、物联网技术、大数据技术和云计算技术在太阳能光伏发电生产中的综合运用,目标是将光伏电站的PR值提高15%以上,以提高光伏电站生产效率。 采用智能电站运维机器人完成对太阳电池组件表面的清洁和缺陷检查,相比人工方式,可提高清洁水平,极大程度的减少水资源的使用,且降低30%左右的成本; 采用组件级别的电站运行数据的采集和分析系统,分析电站的运行性能瓶颈、预警潜在故障,提高电站的可靠性; 借助于智能云光伏技术,可极大的降低分布式光伏电站的运维成本。 3、 合作意向 太阳电池组件厂智能组件 大型光伏电站的运维与性能评估 分布式光伏电站的集中管理和低成本化 国家光伏扶贫工程
南开大学
2022-08-11
高效率的分布式智能
光
伏
云
技术
太阳能光伏发电绿色无污染,而且我国太阳能资源丰富,水平面总辐射约 1680 吉瓦(1 吉瓦=1000 兆瓦=109瓦),大部分可以用于太阳能光伏发电。随着光伏材料以及相关技术的发展,光伏发电成本已经大幅度降低,光伏能源作为一种新型清洁能源在我国的应用规模迅速增长。光伏发电已经跨越了示范应用阶段,进入了大规模推广的阶 段。近年来,光伏发电产业规模迅速增长。截止到 2015 年 6 月底,中国光伏发电累计装机容量达到了 35.78 吉瓦,其中光伏电站 30.07吉瓦,分布式光伏 5.71 吉瓦。根据美国 IHS 咨询公司预计,2015 年全球光伏装机量增长 16%~25%,达到 53-57 吉瓦之间。
南开大学
2021-02-01
高效率的分布式智能
光
伏
云
技术
太阳能光伏发电绿色无污染,而且我国太阳能资源丰富,水平面 总辐射约 1680 吉瓦(1 吉瓦=1000 兆瓦=109 瓦),大部分可以用于太 阳能光伏发电。随着光伏材料以及相关技术的发展,光伏发电成本已 经大幅度降低,光伏能源作为一种新型清洁能源在我国的应用规模迅 速增长。光伏发电已经跨越了示范应用阶段,进入了大规模推广的阶 段。近年来,光伏发电产业规模迅速增长。截止到 2015 年 6 月底, 中国光伏发电累计装机容量达到了 35.78 吉瓦,其中光伏电站 30.07 吉瓦,分布式光伏 5.71 吉瓦。根据美国 IHS 咨询公司预计,2015 年 全球光伏装机量增长 16%~25%,达到 53-57 吉瓦之间。 项目特色和创新之处: 分布式光伏系统便于实施,是受到各级政府鼓励的分布式电源模 式,但是由于在设计、管理和评价机制等方面的制约,特别是过高的 后期维护费用,使其推广过程遇到一些障碍。高效率的分布式光伏云 基于物联网技术,对电站中光伏组件的输出性能进行实时的监测,并 对形成的运行数据进行实时的大数据分析,从而获得电站运行的性能 评价指标,以及可能影响电站性能的因素,并给出进行电站性能优化 的建议,提高电站产出。由于采用了高可靠性的无线数据采集技术, 可进行无人化的值守和远程监控,大大降低运维费用。 相比国内产品,具有通信速率高、系统可靠稳定等优势,达到国 际先进水平。本项目方案综合成本低,有利于增加光伏电站的透明度。 与国外同类产品相比,成本只有其 1/4 左右,具有很强的市场竞争力。 组件级的光伏电站数据采集模块。每块太阳能组件对应一个电压监测模块,方阵中每个组串串联电流监测模块都通过本地通讯链路将 数据上报至数据中继模块,将数据通过电站路由器上传至云数据服务 器,传输过程中进行了数据加密,保证数据的可靠性和安全性,所有 的数据在云数据服务器内进行存储与处理,用户可通过 PC 或移动终 端进行数据的调取和查看。 主要技术指标及条件 组件级的电站数据采集系统具有速度快,可靠性高等特点,具体 的技术指标如下: 最大采集频率:120 次/分钟 自身平均功耗:5mA 峰值功耗:150mW 环境温度:-20~80℃ 最大电站规模:1GWp 应用前景及社会价值: 该技术可以在已建或新建光伏电站上应用,大幅提升光伏电站的 运行质量和发电量,降低运维成本,最终实现光伏发电系统的智能管 理、智能运维、智能监控,使得光伏电站也真正进入“智能化”时代。 该项技术能够大幅提升国内光伏电站的技术水平,从而为节能降耗做 贡献。
南开大学
2021-04-11
极端天气
光
伏
出力预报
在双碳政策的背景下,近年来光伏装机量不断攀升,但太阳能资源自身波动性及随机性特点使其发电过程中的骤升或骤降现象对电力系统的合理调控和有效调度带来困难,容易造成弃光现象的发生。准确预测光伏发电功率可以使电力调度部门及时调整调度计划,提高电网运行的经济性和稳定性,促进新能源消纳。预测的结果精度与其时间尺度具有强相关性,因而对于光伏场站而言,分钟级的出力预报信息具有较高的参考价值。 光伏发电功率预测是基于光伏电力不稳定性特征和电力系统实时平衡要求矛盾而产生的一种需求。超短期内光伏输出功率爬坡主要由云团对太阳辐射无规律的遮挡造成,该遮挡过程难以量化,对超短期内光伏输出爬坡预测造成了很大的困难。 为量化云团对太阳辐射的遮挡过程,本课题利用天空成像仪获取云团参数(云高,云速,云团形状),云高方面:基于双目视觉原理,采用两台全天空成像仪捕捉天空图片,根据双目摄像机视差及其几何关系反向推算得出云团高度;云速方面,结合单摄像机拍摄的连续天空图像计算得到云团的运动速度矢量;云团形状方面:利用图像畸变矫正技术,结合云高信息,可获取云团形状信息。根据上述云团物理信息,默认云团运动状态短期内保持恒定,对未来15分钟内云团运动轨迹进行刻画,再通过天文算法计算得到的太阳方位,推算得出当前云团状况下未来15分钟地面阴影的变化情况,以此判断光伏板的遮挡情况。后根据云团厚度情况判断其对太阳光的遮挡率大小,以其为依据对理论计算出的太阳辐照数据进行削减修正,由此完成未来15分钟内的分钟级超短期光伏功率变化预测。 本方法相比于基于卫星云图的数值天气预报,观测设备仅需两台全天空成像仪,安装更为灵活且兼具更优的性价比;设备还具备更高的时空分辨率,因而可以实现云团的精细观测,从而可完成更高精度的预测任务,预测结果具备更高的准确性。 创新点 1、开发出一种基于双目视觉原理及图像处理技术的云团多尺度信息获取方法。 2、开发出一种基于云团透射率和地面阴影轨迹预测的光伏场站出力分钟级预测方法。 市场前景 随着全球加快应对气候变化,光伏市场需求持续增加,数据显示,我国光伏行业在2021年继续高歌猛进,光伏新增装机创历史新高,达到54.88GW。未来十几年,中国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。根据光伏发电行业国家政策规划,未来将着力推进光伏基地化开发、分布式化开发以及综合水风光的综合基地开发。 无论是以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地开发,还是整县屋顶分布式光伏试点的组织开展,或是综合多种发电手段的新能源大规模发展,都需要准确的光伏发电功率预测为电网调度提供参考与保护。预测精度直接影响着电力系统的安全稳定运行,更会影响所有市场参与者的经济收益。据统计,2019年,我国发电功率预测市场的规模为6.34亿元,预计2019年至2024年市场年均复合增速为16.2%,预计2024年光伏发电功率预测市场规模将增加至6.51亿元。从中可以看出,光伏出力预测具备广阔的市场前景。 本成果可实现雾霾、多云等极端天气下的分钟级光伏出力预报,满足对电网调度及运营管理的需求同时兼具精度与成本优势。未来,随着新能源信息化应用环节的增加以及应用对象的转变,类似光伏功率预测等信息化服务将成为主要需求,光伏出力预测技术的应用规模将持续扩大,渗透率也将继续加深。 应用案例 本成果已应用于中国长江三峡集团有限公司联合华北电力大学和北京四方继保自动化股份有限公司研发的面向大规模并网友好型风光储场站群智慧运维系统。该系统依托于三峡集团乌兰察布新一代电网友好绿色电站示范项目(项目总装机:风电170万千瓦、光伏发电30万千瓦、配套建设55万千瓦储能系统),在电站现场部署了两台天空成像仪,并配备了集实时3d天空云团、电站精细模型、气象站数据、电站实时发电功率、超短期功率预测等于一体的数字孪生3d可视化系统,极大提高了电站智慧运维的便捷性。
华北电力大学
2023-08-08
太阳能
光
伏
热泵系统
太阳能光伏光热联用技术就是将单一的光伏组件和太阳能集热器有机结合起来,光伏组件即作为光电转换装置,又作为集热器的吸热体,同时将太阳能转换成热能和电能,从而实现热电联产,以提高太阳能的综合利用率。光伏/光热集热器(photovoltaic thermal collector,简写为PV/T集热器)与传统独立的光伏系统和集热系统相比,具有1、提高了太阳能的综合利用率;2、它可以共用一些组件,从而降低了系统的成本;3、减少了需要的安装面积,有利于建筑的美观。
上海理工大学
2023-05-15
光
伏
优化器
组件级 MPPT,智能监控 PV 信息,高频电气隔离, 安全可靠,峰值效率大于 99.5%,优化器功率等级 300W。
扬州大学
2021-04-14
光
伏
水泵系统
成果简介本系统可以将太阳能电池组件接收到的太阳辐照能量逆变成标准的正弦交流电来驱动三相异步电机带动水泵实现扬水功能。 本系统具有最大功率点跟踪功能以及完善的保护功能。 此外, 还可以实现日出而作日落而歇的无人值守功能。成熟程度和所需建设条件样机基本完善, 初步具备了相关的功能, 后续需要一定的资金购买设备以便推出产品。技术指标基本符合国家标准。市场分析和应用前景本系统属于新能源发电范畴, 从国家的中长期
安徽工业大学
2021-04-14
光
伏
并网逆变器
Ø 光伏并网逆变系统可将光伏发电系统输出的电能转换为电网可接收的电能。本项目所开发的光伏并网逆变系统具有最大功率点跟踪功能和反孤岛能力。网侧采用VSI结构逆变器,通过网侧电抗器直接并网。这种并网结构确保了并网的灵活性和可靠性。利用升压变换器对光伏电池进行控制,实现最大功率点追踪。系统的效率在满功率20kW时达到了96.5%。
北京理工大学
2021-04-14
光
伏
太阳能板表面增透膜
增透膜(Anti-reflective coating),又称减反射膜、抗反射膜,涂 敷于材料表面以减少反射。作为光学涂层,广泛应用于各种光学器件中。在太阳 能光伏玻璃表面涂敷增透膜,可以消除或减少反射,进一步提高光利用率,从而 以较低的成本提高发电量为进一步提高光伏太阳能板的光透过率。设计了一种 TiO2/SiO2/GQDs 双层增透膜结构。此 SiO2-TiO2/TiO2-GQDs 结构的双层薄膜厚度为 120 nm 时,太阳能板上的光透过率由未涂敷的 85%增加至 95%。接触角实验和室 外耐沾污实验测试表明,复合膜层接触角为 10°,并具有良好的亲水性和耐环境 性能。此外,户外实验表明,涂覆该薄膜的太阳能电板发电效率提高 6%。由此说 明双层增透膜可有效提高太阳能电池板的光能利用率和使用寿命,可高效利用太 阳能。 相关技术指标:(1)透光率从 85-86%提高到 95%以上;(2)青浦区外青松公路的新能源电站,将增透膜工艺投入实际太阳能板发电项 目中试验区每日发电量提高 1-4%。 技术创新点:(1)自清洁性、增透性提升,提高光电转化效率;(2)涂覆液可稳定存储,不发生团聚现象;
上海理工大学
2023-07-18
光
伏
电站模拟仪
本发明公开了一种智能光伏电站模拟仪的汇流箱电路.本发明包括控制电路,供电电路,接口电路,通信电路和外围电路.本发明可以用于光伏发电系统与阵列板,采集板的通信,使得主控板可以控制采集板及阵列板.本发明可以实现8块太阳能电池板的电压以及电流汇总输出.
杭州电子科技大学
2021-05-06
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