采煤塌陷区水面漂浮式光伏电站的锚固系统结构分析

在采煤塌陷区水域建设水面漂浮式光伏电站,可有效利用闲置废弃的水域,解决了在电力缺口较大且土地资源紧张的地区建设传统地面光伏电站的难题。水面漂浮式光伏电站中,光伏方阵在风荷载、波浪荷载和水流力的作用下,会产生较大的水平荷载,其锚固系统的设计成为难点,同时也是漂浮系统能否可靠工作的关键点。以某采煤塌陷区水面漂浮式光伏电站为例,对比分析了其锚固方案分别采用预应力高强度混凝土(PHC)管桩和普通重力式混凝土锚固块时的构造设计及经济性,并分析了与两种锚固方案配套使用的钢丝绳构造,最终选出最具经济性的锚固方案。分析结果表明：1)通过计算,锚固方案采用PHC管桩时,锚固设计主要由水平承载力控制;2)为适应光伏方阵在水位变化时产生的位移,锚固方案采用PHC管桩时,其桩头可采用“抱桩器+上下限位”的构造设计;锚固方案采用普通重力式混凝土锚固块时,需要在钢丝绳下增加一段弹力绳;3)在锚固点数量相同的情况下,在平均水深约为5 m的浅水区域,锚固方案采用PHC管桩可以提供更强的锚固力,且经济性较好。     

漂浮式光伏电站漂浮方阵的锚泊计算研究

漂浮式光伏电站通常为漂浮于开阔水面上的矩形方阵。为了保证漂浮式光伏电站的安全性,提高其发电效率,文章对其锚泊问题进行了研究。文章以170 m×170 m漂浮方阵为研究对象。为了解决大型多浮体锚泊力无法直接求解的问题,提出了采用计算流体力学(CFD)方法对漂浮方阵的风载荷、流载荷进行计算。此外,基于刚体化光伏电站漂浮方阵的方法,采用势流理论计算了漂浮方阵的波浪载荷,近似求解了该光伏方阵的锚泊力。最后,基于各个环境载荷,建立锚泊计算简化模型,对漂浮方阵锚泊系统的张力和偏移进行了评估。研究成果为漂浮式光伏电站漂浮方阵锚泊问题的研究提供参考。     

光伏电站最佳容配比的研究

以光伏电站容配比为研究对象,介绍了容配比的主要影响因素,并通过模拟仿真搭建了光伏电站建设成本模型和平准化度电成本(LCOE)模型;然后在中国4类太阳能资源区内各模拟建设1座交流侧总装机容量为100 MW的地面光伏电站,以LCOE最低为衡量标准,得出不同太阳能资源区光伏电站的最佳容配比,并编制了中国各主要区域光伏电站最佳容配比速查表,同时阐述了在中国最佳容配比光伏电站推进的难点,提出了相应的解决策略。研究结果表明：结合中国各主要区域光伏电站的最佳容配比后,Ⅰ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.1:1～1.2:1配置;Ⅱ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.2:1～1.4:1配置;Ⅲ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.4:1～1.6:1配置;Ⅳ类太阳能资源区光伏电站容配比推荐按照1.6:1～1.8:1配置。由于容配比的影响因素较多,宜根据光伏电站实际建设情况及电网运行要求进行单独计算,以准确判断光伏电站的最佳容配比。目前光伏电站最佳容配比的推进难点主要有电网波动性考验、对逆变器散热能力及使用寿命的担忧、对交流侧设备选型的影响、直流侧输入能力的局限等。     

平价上网时代下光伏电站的设计优化研究

近年来,在太阳电池光电转换效率和光伏组件功率提高、光伏逆变器和升压变等集成设备技术进步,以及光伏电站开发、建设、运维经验积累等因素推动下,光伏电站的平准化度电成本(LCOE)持续下降;与此同时,国家也在从政策方面推动光伏电站的平价上网。以青海省共和县某光伏电站为例,从光伏电站的设计优化和主要设备选型2个方面来降低光伏电站的LCOE,通过对光伏组件选型、逆变器匹配性、光伏支架运行方式、容配比等方面进行分析,得出光伏电站单瓦成本或LCOE较低时的方案。以期通过该方法来优化光伏电站的设计方案,降低其LCOE,提高其发电量,促进光伏电站平价上网。     

基于实物期权的光伏电站项目LCOE分析

在分析关于光伏电站项目当前政策的基础上,建立了对标燃煤标杆上网电价的光伏发电平准化度电成本(LCOE)模型,并与实物期权方法相结合,考虑项目延迟期权与放弃期权的复合实物期权价值,构建了全面反映项目竞争力价值的扩展平准化度电成本(extended levelized cost of energy,ELCOE)模型,并以某光伏电站项目为例进行了分析。分析结果表明：平价上网机制下,建立的LCOE模型能够直接对标燃煤标杆上网电价,且ELCOE模型考虑了光伏电站项目未来收益的不确定性与管理灵活性,弥补了LCOE法忽略项目未来不确定性价值的不足,避免决策失误。     

湖北省光伏发电项目经济性预测研究

基于平准化度电成本模型,结合湖北省实例样本数据,构建2016—2019年湖北省光伏发电的成本结构框架,分析影响建设及度电成本的主要因素。设置低等、中等与高等三种情景模式与作用因子,研究不同情形下湖北省光伏度电成本的未来发展趋势,讨论不同影响因子对度电成本下降的驱动效果。结果发现:若无外力干预,湖北省光伏度电成本下降缓慢,预计将于“十四五”末期甚至“十五五”初期方能达到平价上网要求;核心部件成本下降及能源利用效率提升将大幅促进度电成本的降低;政策因素可显著减少隐性成本从而推动光伏度电成本加速下降。     

漂浮式波浪发电机模型研究

介绍了一种把波浪的冲击力转换成电能的装置。横向运动的波浪冲击发电机的活塞,通过连杆和曲轴浆直线运动变为圆周运动,带动发条式储能装置存储能量。发条式能量存储器里的能量通过变速机带动发电机获得电能。这种发电机多台的组合就构成了波浪发电机。     

漂浮式光伏电站中漂浮方阵的流荷载数值预报研究

漂浮式光伏电站遭遇突发泄洪等极端情况时流荷载骤增,对漂浮方阵的整体安全构成威胁,正确评估漂浮方阵的流荷载变得十分重要。以国家能源菏泽发电有限公司建设的某大型漂浮式光伏电站为例,首先基于计算流体力学(CFD)方法对单个浮体模型所受流荷载进行数值研究,确定符合计算要求的最优网格数量;然后通过计算光伏组件以10行10列(即10×10)方式排布的漂浮方阵在0°～90°流向角下的流荷载,得到该漂浮方阵最大流荷载流向和初步的流荷载分布规律;最后通过对比分别利用3D、2.5D和2D计算方法得到的30×28漂浮方阵流荷载计算结果,完成了195×98漂浮方阵整体流荷载的预测。研究结果显示：1)不同流向角下,0°流向角时漂浮方阵所受的流荷载最大,随着流向角增大流荷载逐渐减小;当流向角为90°时,流荷载达到最小值,仅为0°流向角时的48%左右。2) 0°流向角时,迎流第1行浮体所受流荷载最大,受遮蔽效应影响,后续各行的流荷载逐渐减小。3)漂浮方阵所受流荷载基本不随列变化;30×28漂浮方阵中间某列采用2D和2.5D计算方法得到的漂浮方阵流荷载与采用3D计算方法所得的结果一致。研究成果可为漂浮式光伏电站等类似...     

基于LCOE的光伏电站最佳容配比研究

以4个典型的太阳能资源地区为背景,利用PVsyst软件模拟采用单面光伏组件的光伏电站在不同容配比时的发电量情况,基于平准化度电成本(LCOE)研究光伏电站的最佳容配比,并通过项目的内部收益率(IRR)和项目投资回收期进行验证,得到各类太阳能资源地区光伏电站的最佳容配比。     

光伏电站组件和运行方式组合及其容量优化配置研究

文章针对大规模并网光伏电站出力波动较大的问题,提出一种光伏组件和运行方式的组合及其容量优化配置的方法。该方法考虑光伏系统在典型天气下出力特性的互补性、初始投资成本、运行维护成本、占地面积等因素建立数学模型,从而进行容量配置。实例研究表明:与各组合的光伏系统单独运行时相比,最优容量配置方案可降低光伏电站出力波动34.63%~50.97%,降低平准化度电成本7.81%~10.31%;土地成本升高时,单位容量占地面积小的运行方式的容量配比逐渐增加;初始投资至少需要降低30%,方可使共和光伏实证基地平准化度电成本小于该地区最新上网指导电价。     

光伏电站漂浮方阵波浪载荷数值分析研究

采取船舶与海洋工程通用软件SESAM,在鄱阳湖环境条件下,针对170 m×170 m大型漂浮方阵开展波浪载荷数值分析研究,研究在单位波幅规则波作用下漂浮方阵的波浪载荷随行列的变化规律,根据此规律获得整体漂浮方阵的波浪载荷,并据此计算50年一遇的极端条件下漂浮方阵所受的波浪载荷,为漂浮式光伏电站的系泊设计提供基础性数据及技术支持。     

基于LCOE的单面与双面双玻光伏组件经济性分析

首先引入平准化度电成本(LCOE)模型,分析了计算LCOE时合适的折现率取值;然后对典型场景下采用单面光伏组件和双面双玻光伏组件的光伏电站进行了发电量模拟;最后结合发电量模拟结果和LCOE模型,比较了典型场景下单面光伏组件和双面双玻光伏组件的经济性.此外,还对分析结果进一步拓展,得到了不同价差、不同发电量增益下的单面光...     

水面光伏产业的发展趋势分析

当前,在全球倡导能源转型和推广使用清洁能源的背景下,继水力发电后,光伏发电已成为全球各国电力的重要来源。随着近年来光伏产业的迅猛发展,地面光伏电站的建设开始逐渐趋于饱和,并出现诸多问题和缺点,而水面光伏电站凭借其诸多优势正在被各国开发与应用。与日本、美国等国家的水面光伏产业相比,中国的水面光伏产业起步较晚,但发展速度较快,已成为全球水面光伏发电装机容量最高的国家。在介绍中国水面光伏发电应用前景的基础上,介绍了水面光伏电站相较于地面光伏电站的主要优势,以及其他亚洲国家水面光伏产业的发展现状,并针对未来水面光伏产业的发展趋势提出建议。分析结果表明：水面光伏发电凭借能够改善水质、减少水体蒸发、提高光伏发电系统的发电效率、不占用陆地土地资源,以及建设和运行维护便捷等优势,正在被越来越多的国家大规模推广。     

基于HFLTS的漂浮式水上光伏电站投资风险评价

水上光伏是未来我国南方发展光伏产业的最优选择.但当前对水上光伏电站的研究较少,且风险评价是项目可行性研究的重要组成部分.为推进水上光伏电站的健康发展,通过对影响漂浮式水上光伏电站项目的投资风险因素进行识别,归纳梳理后建立了一套包含技术风险、经济风险、环境风险和社会风险的指标体系.考虑到评价语言的不确定性以及决策环境的模糊性,本文采用犹豫模糊语言术语集(HFLTS)进行信息收集,并采用最优最劣法(BWM)确定指标权重,最后通过模糊综合评价得出我国漂浮式水上光伏电站整体投资风险处于较低水平.     

超高海拔地区集中式光伏发电项目的经济与环境效益分析

为探讨集中式光伏发电项目在超高海拔地区运行的经济效益和环境效益,选用平准化度电成本(LCOE)和平准化度电净现值(LNPVE)作为经济效益评价指标,以能量回收期、年均节约标准煤量、污染物排放量作为环境效益评价指标,对全球首个建于超高海拔地区的集中式光伏发电项目的经济效益和环境效益进行了分析。分析结果显示：1)该项目的LCOE小于燃煤发电上网电价,说明该项目发电成本低,具有替代传统能源发电的潜力,可以实现最低价格的平价上网;LNPVE指标表明该项目能够实现对燃煤发电的替代,可以最低价格实现平价上网。2)该项目的能量回收期约为4.13年,年均节约标准煤约15.14万t,年均减少CO₂排放量约41.93万t、SO₂排放量约1.26万t、NO_x排放量约0.63万t,环境效益良好。该研究对于在超高海拔地区规模建设集中式光伏发电项目可提供良好的理论基础。     

资源集约化条件下水面漂浮式光伏发电系统的研究及应用

中国光伏产业蓬勃发展,巨大的光伏市场促进了光伏发电系统效率提升、系统成本下降,给技术改造创造了空间。利用泰和20 MW渔光互补光伏电站原有鱼塘水面已布置光伏组件后剩余的空间进行技术改造,增补了400 kW水面漂浮式光伏发电系统。从光伏组件布置、系统结构设计、建设成本分析等3个方面,对新增光伏发电系统分别采用水面漂浮式光伏发电系统和传统渔光互补光伏发电系统这两种方案的建设结果进行对比分析。结果表明：采用水面漂浮式光伏发电系统可减少建设成本,增加土地利用率。研究结果可为今后相似工程设计提供参考。     

直接空冷型槽式太阳能发热电系统技术经济分析

以50MW槽式太阳能直接空冷发电系统为研究对象,基于光电效率、发电量、度电成本评价指标,对空冷光热机组和水冷机组的年热力性能与经济性进行比较分析研究.结果表明:在储热时长9h下,当以年光电效率最高为优化目标时,空冷机组和水冷机组聚光器采光面积分别为425100 m2(集热场回路数130)和398940 m2(集热场回路...     

漂浮式水上光伏电站用耐候改性HDPE浮体材料的快速老化方法

基于漂浮式水上光伏电站的运营特点,分析了其所用浮体材料在25年寿命周期内所接收的紫外辐照总量,提出一种可靠的耐候改性高密度聚乙烯(HDPE)浮体材料的快速老化方法,利用该方法探索了壁厚和紫外辐照度对耐候改性HDPE耐紫外老化性能的影响,寻找多条件下该浮体材料老化后的力学性能变化规律,并提出了判断耐候改性浮体材料耐紫外老...     

光伏阵列倾角与土地成本双因素影响下的光伏发电项目经济性分析研究

采用PVsyst软件,对光伏阵列倾角与土地成本双因素影响下的光伏发电项目经济性进行了研究和分析,分析了光伏阵列倾角与倾斜面上总太阳辐射量及光伏发电项目实际发电量的关系,计算了不同光伏阵列倾角和不同单位土地租金下光伏场区占地面积、土地年租金,以及光伏发电项目的平准化度电成本(LCOE)。研究结果表明：在光伏阵列倾角及土地成本双因素的共同影响下,随着光伏阵列倾角的增大,项目的 LCOE呈先下降后上升的趋势,存在一个光伏阵列倾角使LCOE最优,且该光伏阵列倾角与项目发电量最高时对应的光伏阵列倾角可能不同。不同单位土地租金下,项目的 LCOE最优时对应的光伏阵列倾角可能不同,随着单位土地租金提高,项目的 LCOE最优时对应的光伏阵列倾角逐渐降低。     

基于优化LCOE的光伏平价上网可行性分析

平准化度电成本(LCOE)是国际上通用评价发电技术的主要经济性指标.在原有LCOE评估模型基础上,增加了考虑折旧抵税后的税收成本和损耗带来的额外成本,进一步优化成本模型,并考虑清洁发展机制(CDM)的收入因素,提出更准确、更完整的优化LCOE模型,并结合其他投资指标提出适应我国现状的光伏发电效益模型.以南京某3 MW分...