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。

（专利号：ZL 201410182973.1） 简介：本发明公开了一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置，属于太阳能利用技术领域。本发明的一种太阳灶聚光式光伏光热发电综合利用装置包括光伏光热温差发电锅炉、聚光式太阳灶和太阳灶及锅炉支架组件，聚光式太阳灶将收集到的太阳光反射给光伏光热温差发电锅炉；顶部光伏发电组件和底部光伏发电集热器分别位于炉体的顶端和底端，底部光伏发电集热器与炉体之间还设置有温差发电片，均用于太阳能光伏发电；炉体底端中心

（专利号：ZL 201510044647.9） 简介：本发明公开了一种太阳灶式光伏‑光热‑温差发电综合利用系统，属于太阳能利用领域。本发明的太阳灶式光伏‑光热‑温差发电综合利用系统，包括光热采集系统、水路循环系统和双面集热器，光热采集系统中的伸缩杆与置物圈把柄铰连，通过置物圈把柄与伸缩杆使置物圈与聚光太阳灶的外圆口所在面平行设置；在置物圈上安装有双面集热器，该双面集热器由上部光伏组件、中部集热总成和下部光伏组件组成，且双面集热器通过通水管

本课题组长期从事太阳能光热中低温热利用相关技术的应用研究。科研成果包括:高性能槽式太阳能接收器、大型宽长比的抛物槽式太阳能反射镜、高精度槽式、塔式太阳能跟踪控制技术等太阳能中高温热利用关键技术的设计、项目实施。目前本课题组在该领域应用成果成功应用于了国网苏州同里新能源小镇示范项目、南瑞集团槽式太阳能示范项目，课题组设计的基于槽式太阳能集热器的冷热供给系统，配置低温熔盐储热系统，可以完全利用太阳能实现规模化小区24小时连续的冷热供给。近年来课题组作为重要技术支撑参与了多项国网清洁能源科技项目，江苏省科技支撑计划等，发表相关论文10余篇，SCI/EI论文5篇，获中国农业工程学会优秀论文奖一项，授权专利5项。

本发明公开了一种太阳能-地源热泵自平衡综合应用系统,包括:空调末端系统,地源热泵系统,由地埋管换热器(6)、压缩机(1)、室内侧热交换器(3)和环境侧热交换器(5)构成;热水供应系统;太阳能集热系统;自动控制系统,用于控制所述的太阳能-地源热泵自平衡综合应用系统中所有的自动设备。本发明可以高效率地实现冷暖空调和热水供应功能,最主要的是通过控制系统自动切换地源热泵和太阳能热水系统的工作模式,解决了地源热泵冬夏季不平衡问题,同时最大限度的提高了可再生能源(太阳能、地热能)在建筑用能中的利用率。

本发明公开了一种间膨式太阳能辅助多功能热泵系统,包括制冷剂循环系统和生活用水循环系统两部分,制冷剂循环系统具有依次连接的压缩机、室内换热器、制冷剂-水换热器、室外换热器、高压储液罐、干燥过滤器、四通换向阀、节流元件、单向截止阀、截止阀,生活用水循环系统具有依次连接的水箱、循环水泵、太阳能集热器。本发明采用了非常简洁和经济可靠的方式将热泵型空调和热水器结合在一起,可以在多种热泵型空调系统中实现太阳能的综合利用,实用性很强,特别适用于太阳能丰富,同时需要冷暖空调和大量热水供应的场合。

该装置克服现有太阳能集热装置不能实现与建筑物的真正集成和一体化，既无法做到有效的防风、防雷，容易造成安全隐患，更难以提高建筑围护结构的保温、隔热水平。使该装置不但使其在外观上实现与建筑一体化，而且在功能上也实现与建筑的一体化，在高效集热的同时，对建筑具有保温隔热作用。所适用的建筑围护  结构类型可以是外墙面或者屋顶，集热装置既可为单个的太阳能集热模块，也可为多个太阳能集热模块组成的集热器阵列。 本装置的优点是： 1.现了集热器与建筑集成，不但实现了外观上的一体化，而且实现了功能上的一体化。 2.高建筑围护结构的冬季保温水平和夏季的隔热水平。 3.护建筑表面，建筑围护结构不与外界环境直接接触，减少太阳能辐射对墙体的照射以及风雨的侵蚀，建筑外表面的温度和湿度变化大大减小，可大幅提高建筑构件的使用寿命。 4.高太阳能集热效率，腔室内空气温度在冬季高于环境温度，集热装置热损失将有所减少，效率有所提高。 本装置所适用的建筑围护结构类型既可以是外墙，包括直立或者倾斜墙面、阳台护栏墙，也可以是屋顶，包括平屋顶或者坡屋顶等；既可以应用于新建建筑中，也可直接应用于既有建筑的墙体或者屋顶节能改造，在添加太阳能热水系统的同时，完成节能改造。

以传统两步法为基础，设计提出了钙钛矿籽晶诱导生长的两步旋涂法，通过在碘化铅薄膜中引入含铯钙钛矿籽晶，使籽晶提供后续钙钛矿生长的成核位点，引导高质量薄膜生长，解决两步法中无机阳离子的有效掺杂问题。通过籽晶诱导，可实现对成核和晶粒大小的精确调控，有效掺入无机Cs离子，器件的能量转化效率提升至21.7%，同时，器件在AM1.5G太阳光下持续工作140小时后，仍然保持超过60%的初始效率，远优于传统两步法数小时的稳定性。图1. a) 籽晶法制备钙钛矿薄膜过程示意图。 b) 光致发光显微原位探测籽晶法中钙钛矿实时生长过程。 进一步的，赵清教授课题组设计了氯化铯增强碘化铅前驱液两步法，在进一步提高钙钛矿薄膜中碱金属离子含量的同时，减缓钙钛矿的成核、生长过程，获得了具有更大晶粒、更低缺陷态密度的钙钛矿多晶薄膜。基于此制备得到的平面正式钙钛矿薄膜太阳能电池器件具有更高的能量转化效率22.1%、器件的长时间工作稳定性也得到了提高，在AM1.5G太阳光下工作70小时后，依然能够保持90%的初始效率。在两步法制备钙钛矿薄膜与太阳能电池器件方面，对碱金属离子的均匀高效掺入、器件性能的提高等问题提供了新的思路。

本实用新型涉及一种太阳能热水器双温差发电装置，主要包括太阳能热水器、温差发电模块一、温差发电模块二及冷水循环系统，太阳能热水器的保温热水箱内部中心留一圆柱形通道，该通道安装圆柱形的温差发电模块一，温差发电模块一的中心也留有一圆柱形的通道，冷水管一穿过其通道，温差发电模块一的冷端面一与冷水管一接触，热端面一与保温热水箱中的热水接触，温差发电模块二设在保温热水箱和冷水箱之间，其冷端面二与冷水箱接触，热端面二与保温热水箱接触，保温热水箱通过下水管与冷水箱连接，冷水箱与冷水源、水泵、暖气片之间都是通过水管连

本实用新型公开了一种提升室内空气品质的太阳能自控系统，供电设备给用电设备供电，新风风机通过新风电动调节阀与空气调节扇连接，转轮除湿机上连接有除湿风机，所述的太阳能集热器与转轮除湿机通过进出水管连接，在进出水管上连接有循环水泵，在进出水管上安装有两个除湿电磁阀，所述的太阳能集热器通过循环水管与地热盘管连接，在循环水管上设有两个地暖供热电磁阀，所述的温度传感器、湿度传感器、PM2.5传感器、加湿器、负离子板、空气调节扇、新风风机、转轮除湿机、新风电动调节阀、除湿风机、循环水泵、除湿电磁阀和地暖供热电磁阀