2021 年 3 月 26 日，Science（《科学》）在线发表了西北工业大学黄维院士团队的研究成果 Stabilizing black-phase formamidinium perovskite formation at room temperature and high humidity。此项研究独创性地提出以一种多功能的“离子液体”作为溶剂来替代传统的有毒的有机溶剂制备钙钛矿光伏材料，用这一方法制备的材料具有稳定性高、制备工艺简单等优势。相关研究成果解决了传统钙钛矿光伏材料制备过程中的世界性难题，实现了光伏领域的重大突破。离子液体及其制备的钙钛矿太阳能电池 团队研发的可折叠柔性电子产品。目前，全球以“光伏”为代表的可再生能源产业链驶入发展快车道。其中，钙钛矿光伏功不可没，它相比传统太阳能电池板中使用的硅晶体，不仅更便宜、更轻薄、可变型，同时成本也更低廉、更环保，在应用范围上将产生颠覆性变革。因此，钙钛矿光伏材料的研究已经成为各国科学家追逐的“热点”。“未来，沙漠腹地、楼宇外墙、手机等都不再需要传统电池，只需要一块更低廉、更清洁，薄如纸张的钙钛矿太阳能电池就能够满足所需。同时，还可以应用在柔性可穿戴、航天器搭载等重要领域。” 团队“大师兄”晁凌锋对钙钛矿光伏材料应用前景充满信心。 黄维院士团队致力于钙钛矿光伏材料研究，通过原始创新解决材料不稳定、光电转化率不高、工艺制备复杂且污染性较高等卡脖子难题。 

本实用新型涉及无线充电技术领域，特别涉及一种基于光伏储能的智能公路无线充电系统，包括内 置无线充电接收端的电动汽车；还包括无线充电发射端，所述无线充电发射端包括自上而下依次排列的 钢化玻璃层、LED 发光层、太阳能光电层、无线充电层和地基层；所述 LED 发光层、太阳能光电层和 无线充电层之间电连接；所述无线充电发射端与所述无线充电接收端通过磁共振耦合传输电能；所述无 线充电发射端安装于公路路基。该无线充电系统占用地面空间少，维护成本低，能够在

太阳能光伏发电及太阳能热水器是目前太阳能利用最为成熟和广泛的两个技术领域，但是由于其产能形式单一，最终严重制约了其进一步的技术发展和市场推广前景。 其中太阳能光伏发电存在光电转化效率低（由于温度效应，晶硅型光伏发电系统综合光电转化效率只能达到12%-13%），光伏组件成本高，导致其成本回收期长。同时光伏电池生产也存在高能耗高污染的问题。 如何提高单位面积光伏电池的发电量，减少电池用量是降低系统成本提高发电收益的重要手段。通过聚光可以有效提高光伏电池片表面的太阳能能流密度，并大大增加光伏电池的光电输出功率，成倍减少电池片用量（用量为传统技术的1/4），间接降低了光伏电池生产的总能耗和总污染，但是提高电池表面太阳能能流密度的同时，电池的温度也急剧升高，严重影响电池的电输出性能和使用寿命，只有通过水冷的方式来降低电池温度，这就形成了该技术手段的另一种产能形式，太阳能热水。即太阳能热电联供。

1. 痛点问题 随着能源危机和节能减排的驱使，大力发展电动汽车成为缓解能源危机和环境污染的有效途径，汽车燃油是石油消耗的主体。汽车尾气占全世界总二氧化碳排放量的10%至15%。电动汽车可以减小二氧化碳的排放量，改善大气环境。以光伏电池作为新能源输入的电动汽车充放电站也将具有更大的优势。推动光伏供电的电动汽车充放电站的建设，不仅发展了电动汽车行业，也推动了光伏产业及新能源的发展，同时对于节能减排，改善环境具有双重推动作用。 现有的光伏电动汽车充电站仍以交流母线或直流母线进行光伏电池、电动汽车蓄电池和电网之间的能量变换。现有的能量变换需要通过多级电力电子变换器实现，即需要多级直流-直流变换器，直流交流变换器等，这使得能量变换的效率很低。多级电力电子变换的现有方案效率低，成本高，无法对产业瓶颈形成有效突破。 2. 解决方案 本项目提出了一种高效的新型光伏充电系统，和用于此系统的充电控制方法。 新型光伏充电系统包括：一个或多个高频逆变器，与一个或多个光伏电池组件一一对应连接，以及多端口变换器。高频交流逆变器之间通过高频交流母线连接。多端口变换器包括分别与高频交流母线和直流母线连接的两个端口以及与蓄电池连接的一个端口。多端口变换器用于实现高频交流母线、直流母线与蓄电池之间的能量变换。 用于光伏充电系统的充电控制方法包括：对于一个或多个光伏电池组件中的每一个，采集该光伏电池组件的输出电流和输出电压，对该光伏电池组件进行最大功率跟踪，并输出电压给定值。将电压给定值与该光伏电池组件的输出电压进行比较，并输出光伏电池比较结果；根据比较结果控制与该光伏电池组件相对应的高频逆变器中的开关管的驱动信号相对于多端口变换器中开关管的驱动信号的移相角；将多端口变换器输入蓄电池的输入电流与蓄电池的充电电流曲线进行比较，并输出蓄电池的比较结果，根据此结果利用脉宽调制方式控制多端口变换器中的开关管驱动信号。 合作需求 与新能源乘用车/商用车整车厂、房地产企业，充电运营商等企业合作，开展知识成果落地和工程化的工作。

研制了 5kW 至 500kW 不同功率等级的单相、三相光伏并网逆变器，掌握了主电路、控制系统、系统集成等关键技术。

研制了5kW至500kW不同功率等级的单相、三相光伏并网逆变器，掌握了主电路、控制系统、系统集成等关键技术。 技术特点:    具有效率高、输出电流谐波含量低、输入电压范围宽等特点，具有孤岛检测和低电压穿越功能。  主要技术指标： 1500kW光伏并网逆变器参数说明： 输入参数：推荐最大太阳电池阵列功率550kWp 直流电压范围（MPPT）450~820V 允许最大直流电压880V 最大阵列电流2 x 611A MPP跟踪快速、精确MPP跟踪 输出参数：额定交流输出功率500kW 运行电网电压270VAC±10%额定交流电流1069A供电系统TT、TN-C、TN-S运行中的电网频率50Hz±0.5Hz电网电流的谐波畸变<2% 功率因数（额定功率下）1过载能力120%/1min短路保护150%/（<0.1s） 效率：最大效率      98.8%欧洲效率98.6% 应用范围： 家用、建筑用中小型太阳能发电系统；大规模光伏电站。

半透明有机光伏电池具有柔性、质轻、无毒、颜色与透明度可调、 可采用大面积印刷制备、在全方位入射角且弱光环境下仍保持高 效率等特性，在便携式可穿戴电子器件、可充电军用帐篷、汽车及建筑玻璃等领域具有巨大的应用潜力。华南理工大学发光材料 与器件国家重点实验室自主研发了基于酰亚胺功能化苯并三氮唑、 萘二并噻二唑单元的聚合物半导体材料体系，在实验室小面积有机光伏器件的能量转换效率达到18%，在世界范围内率先实现了验证效率超过12%的 1 平方厘米面积的聚合物太阳电池。大面积模组器件效率也超过了 12%，多次刷新国际权威第三方检测机构认证的同类器件的最高效率，达到国际领先水平。 

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。

一、 项目简介近年来，随着能源与环境问题的日益突出，地源热泵成为供热空调系统的新宠，各地争相建设。但是，一些地源热泵系统项目由于存在设计考虑不周、施工偷工减料及运行精细化不够等问题，出现了大量的项目运行不理想或失败的案例。尤其是，地源热泵（土壤源热泵）系统需要保持土壤的冷热平衡问题没有引起设计和运行人员的注意。北方地区，在全年的建筑用能上，常常出现用热量远大于用冷量的情况，在系统设计时需要考虑补助热源的设计，在运行过程中需要特别实时监测地下温度场的平衡。太阳能-地源热泵联合系统（HSGSHPS），由地源热泵系统（GSHPS）和太阳能辅助地源热泵系统（SAGSHPS）组成，可以为建筑供冷、供热及供热水，既解决了夏季空调能耗远低于冬季供热能耗建筑单纯使用地源热泵时出现的地温不平衡问题，同时最大限度利用可再生能源。具有如下优点：两个子系统热负荷分配灵活可调，适应负荷计算的不确定性；非供热季太阳能通过跨季节储存与土壤中，既减少了太阳能集热器的需求面积，又可以提高土壤温度，进而提高地源热泵机组COP；太阳能冬季直接供热效率高，提高整个系统供热的COP。本项目的特点是因地制宜根据建筑负荷需要和建筑所在地地质和太阳能资源情况，对供热空调系统进行优化设计，保证地源热泵系统的平稳运行并使系统初投资和运行成本最低。二、 项目技术成熟程度本项目技术已在小型别墅建筑和中型办公建筑进行示范运行，积累了大量的经验，基本达到成熟。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）本项目依托国家科技支撑计划项目、天津市科技支撑计划项目和天津市科技计划重大项目完成，获得验收，现有发明专利一项：一种太阳能-地源热泵联合建筑供能系统（专利号：201110146044.1）。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）目前，在新农村建设中，很多地区处于找不到热源的状态，城市集中供热不能到达，燃煤锅炉不允许新建，燃气锅炉供热运行费用太高且燃气气源紧张，传统的供热方式不能适应新农村建设，太阳能耦合地源热泵系统以可再生能源为热源，消耗部分电能可获得3-5倍热量为建筑供热，同时，可以实现建筑的制冷空调，室内舒适度高，运行费用低。本项目技术适用于农村小型建筑、别墅以及中型办公建筑或住宅，应用前景很好。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）以260 m2的别墅建筑为例，建筑供热负荷约15 – 20 kW，供冷负荷约为18 – 25 kW，需配置一台地源热泵机组，太阳能集热器25 – 40 m2，室内布置风机盘管4 – 6台，室外钻孔4 – 5口，孔深110 m。 系统投资10 – 15万元， 系统供暖运行费用15 – 18 元/m2。以5000 m2的办公建筑为例，建筑热负荷约为260kW，冷负荷为360kW。室内末端采用风机盘管，采用地源热泵与太阳能跨季节储热辅助地源热泵系统耦合形式，系统总投资约为300万元，系统运行供暖费用8 – 10元/m2。六、 生产设备本项目所涉及的设备均可通过外购途径获得，企业无需投入相关生产设备。七、 效益分析采用合同能源管理形式为用户提供能源服务，或者为用户提供系统设计等形式，对该供热空调系统进行推广，比传统的集中供热节省运行费用30-50%。八、 合作方式专利转让、技术入股均可，面议。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）联系人：王恩宇电话：1380217895Email: enyuwang@163.com十、 高清成果图片3-4张

该系统通过回收燃气发动机缸套及排烟余热来获得生活热水，从而实现夏季空调、冬季供暖、全年提供生活热水的功能。系统通过对冷、热、电负荷的优化调节，确保燃气发动机始终运行在最佳工况区域范围内。