光伏电站发电量受诸多外部因素影响,灰尘遮挡首当其冲。沙尘暴、扬尘、空气污染及车辆行驶等造成组件表面灰尘堆积、发电量下降,这种现象在业界被称为“灰损”。那么,灰损究竟会带来多大的影响?一起来看看吧!灰损只会造成发电量下降吗?当然不是,灰损潜藏着多重安全隐患:散热受阻:灰尘遮挡导致传热热阻增加,每升高1°C的温度,组件输出功率或降低0.5%。热斑效应:局部遮挡造成局部过热,可能直接导致电池板损坏,进而带来安全风险。化学腐蚀:特定地区灰尘具有腐蚀性,可能腐蚀组件表面,影响使用寿命。灰损能降低多少发电量?据国际能源署估算,2018年因灰尘损失的发电量占比至少达到光伏年发电量的3%~4%,相当于30亿~50亿欧元的经济损失。预计到2023年,这些损失将攀升至4%~5%,即40亿~70亿欧元。一方面,光伏电站越多,投入时间越长,灰损问题会越明显,经济损失也越大;且近年来光伏组件转换效率不断打破纪录,发电效率越高,灰尘堆积的影响也会越大。另一方面,全球购电价格一路走低,人工组件清洁成本却在上涨。据国际能源署统计,印度人工清洗1MW组件的年成本或高达1000欧元,这进一步降低了电站清洗意愿,加剧灰尘堆积。更可靠、更经济、更省心的解决方案实践证明,大规模光伏电站运维任务艰巨,传统的人工清洗模式成本高昂、人力需求大、用水量大,存在安全隐患。智能光伏清洗机器人是一种高效且经济的解决方案。智能光伏清扫机器人能够与气象数据智能联动,同时通过远程自动控制,实现无人值守,全天候、全时段、全自动完成无水清扫工作,极大降低操作难度与风险。

定义光伏电站主要分为集中式电站和分布式电站两大类。其中,分布式光伏发电特指在用户场地附近建设,运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则,充分利用当地太阳能资源,替代和减少化石能源消费。分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。发电原理光伏发电是指利用太阳能光伏电池把太阳辐射能直接转变成电能的发电方式。光伏发电是当今太阳能发电的主流。其光伏电池是一种具有光—电转换特性的半导体器件,它直接将太阳辐射能转换成直流电,是光伏发电的最基本单元。光伏电池特有的电特性是借助于在晶体硅中掺入某些元素(例如:磷或硼等),从而在材料的分子电荷里造成永久的不平衡,形成具有特殊电性能的半导体材料。在阳光照射下,具有特殊电性能的半导体内可以产生自由电荷,这些自由电荷定向移动并积累,从而在其两端形成电动势,当用导体将其两端闭合时便产生电流。这种现象被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。技术特征分布式光伏发电具有以下特点:一是输出功率相对较小。一般而言,一个分布式光伏发电项目的容量在数千瓦以内。与集中式电站不同,光伏电站的大小对发电效率的影响很小,因此对其经济性的影响也很小,小型光伏系统的投资收益率并不会比大型的低。二是污染小,环保效益突出。分布式光伏发电项目在发电过程中,没有噪声,也不会对空气和水产生污染。三是能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。但是,分布式光伏发电的能量密度相对较低,每平方米分布式光伏发电系统的功率仅约100瓦,再加上适合安装光伏组件的建筑屋顶面积有限,不能从根本上解决用电紧张问题。四是可以发电用电并存。大型地面电站发电是升压接入输电网,仅作为发电电站而运行;而分布式光伏发电是接入配电网,发电用电并存,且要求尽可能地就地消纳。分布式光伏系统的分类分布式光伏包括边远农牧区分散供电、屋顶电站、与建筑结合的光伏发电系统、农光互补/渔光互补系统,目前的分布式光伏发电一般是指并网型系统,不包括离网系统。因此,并网型的分布式光伏系统,大致可以分为三类:BAPV(屋顶电站)、BIPV(建筑一体化)、农光/渔光互补。其中屋顶电站包括工业厂房屋顶、商业建筑屋顶、政府办公楼、学校、交通枢纽、居民屋顶等;农光互补项目包括连栋式大棚、独栋式大棚、附加式大棚、敞开式大棚等。分布式光伏的优缺点(一)优点1、光伏电源处于用户侧,自发自用,就近发电,就近用电,发电供给当地负荷,视作负载,可以减少对电网供电的依赖,减少线路损耗。2、充分利用建筑物表面,可以将光伏电池同时作为建筑材料,可减少光伏电站的占地面积。3、运行灵活,适当条件下可以脱离电网独立运行。4、分布式光伏一般就近并网,线路的损耗很低或者可以说没有,可非常方便的补充当地的电量,供当地及附近的用电用户使用。(二)缺点1、分布式发电一般都是安装屋顶,多以农村屋顶为主,以户为单位,发电量有限,不能规模生产。2、维护成本高,没有专人维护,光伏设备在5年后设备老旧,发电量有限。3、光伏板装在屋顶上,给屋顶屋面造成安全隐患,同时安装成本较高。4、电压和无功调节的困难,大容量光伏的接入后功率因数的控制存在技术型难题,短路电力也将增大。分布式光伏的发展趋势长期以来,在我国能源结构中,煤炭、石油比重非常大。近些年来,尤其是党的十八大以来,可再生能源占比逐渐提高。在双碳背景下,我国将持续续加快构建以光伏、风电等新能源为主体的新型电力系统。据国家能源局发布的数据称,2022年分布式光伏装机达51.11GW,同比增长207.9%,已连续两年超过集中式光伏电站;预计2023年国内分布式新增装机有望达60-70GW。2022年7月13日住房和城乡建设部与国家发展改革委出台《城乡建设领域碳达峰实施方案》提出,到2025年,新建公共机关建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%。在分布式光伏装机总量呈现上升态势的局面下,2023分布式光伏经济性提升,在碳中和、能耗双控、限电减排、绿证交易以及“隔墙售电”的放开等多重因素影响下,激活了百万屋顶资源,分布式光伏的经济性愈发明显。其中,工商业光伏或将成为新刚需。国家能源局数据显示,2022年工商业光伏新增装机达25.87吉瓦,同比增长236.7%;2023年一季度工商业光伏新增装机9.21GW,刷新了工商业分布式年度新增装机记录。据IEA预测,到2024年,分布式光伏将占据全球光伏市场总量近一半,其中工商业分布式将成为主要市场,未来5年将占据新增装机量的75%。另外,分布式光伏配储成趋势、分布式光伏装机地区分化较为显著等特点也正在显现。随着分布式技术的不断迭代和改进,可以预见的是,2023分布式光伏市场增量及市场渗透率不断提升,分布式光伏市场迎来了井喷式发展的历史性机遇。而从行业发展层面看,分布式光伏走上了“飞一般”的提速时代。

定义光伏电站主要分为集中式电站和分布式电站两大类。其中,集中式光伏发电系统是在沙漠、戈壁、山地、水面等场地集中建设的光伏电站,所获的电力直接并入国家电网,国家电网通过接入高压输电系统供给远距离负荷。集中式大型并网光伏电站一般是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。特点是占地面积大、输送距离远、投资大、建设周期长。详细来说,是将光伏阵列安装于山地、水面、荒漠等较为宽阔的地域,阳光照射后光伏阵列可产生直流电,逆变器再将直流电转变成交流电后,经由升压站接入电网。集中式光伏电站的规模普遍较大,一般均在10MW以上,且目前100MW以上的特大型光伏电站逐渐增多。项目开发集中式光伏的三个核心要素是土地、资金与指标。集中式光伏电站项目开发规模大,通常占用土地、水面等,地面式选址选项多,且不断拓展出新的用地模式,地面式选址集中在山体、滩涂、沼泽、戈壁、沙漠、受污染土地等闲置或废弃土地上。一经完成相关手续建设完成可持续享受国家标杆电价补贴,因此收益稳定。集中式光伏并网电站的分类(一)大型荒漠地面并网光伏电站大型荒漠地面并网光伏电站是利用广阔平坦的荒漠地面资源开发的光伏电站,该类电站规模大,一般大于6MW,电站逆变输出经过升压后直接馈入35kV、110kV、220kV或更高电压等级的高压输电网,因该类电站所处环境地势平坦,光伏组件朝向一致,无遮挡,故多采用集中式逆变器。大型荒漠地面并网光伏电站的主要特点是运维更经济、方便,采用集中式逆变器控制更能满足电网的接入要求。该类电站是我国光伏电站的主力,主要集中在西部地区。荒漠式光伏电站(二)大型山丘地面并网光伏电站大型山丘地面并网光伏电站是指利用山地、丘陵等资源开发的光伏电站,它又可以分为光伏组件朝向不一致或存在早晚遮挡问题的大型山丘地面并网光伏电站和地形非常复杂的大型山丘地面并网光伏电站。该类光伏电站规模大小不一,从几兆瓦到上百兆瓦不等,发电以并入高压电网为主,受地形影响,多有光伏组件朝向不一致或早晚遮挡问题,因此这类电站的逆变器多采用具备MPPT模式的集中式逆变器,每路MPPT能够跟踪100多千瓦的光伏组件,将同一朝向的光伏组件设计成一串,大大提升了施工便利性并有效解决了朝向和遮挡问题,同时共交流母线输出,具备集中式逆变器电网友好性特点。山丘式光伏电站集中式光伏的优缺点(一)优点1.由于选址更加灵活,集中式光伏出力稳定性有所增加,并且充分利用太阳辐射与用电负荷的正调峰特性,起到削峰的作用。2.其运行方式较为灵活,相对于分布式光伏可以更方便地进行无功和电压控制,参加电网频率调节也更容易实现。3.建设周期短,环境适应能力强,不需要水源、燃煤运输等原料保障,运行成本低,便于集中管理,受到空间的限制小,可以很容易地实现扩容。(二)缺点1.需要依赖长距离输电线路送电入网,同时自身也是电网的一个较大的干扰源,输电线路的损耗、电压跌落、无功补偿等问题将会凸显。2.大容量的光伏电站由多台变换装置组合实现,这些设备的协同工作需要进行同一管理,目前这方面技术尚不成熟。3.为保证电网安全,大容量的集中式光伏接入需要有LVRT等新的功能,这一技术往往与孤岛存在冲突。发展趋势《“十四五”可再生能源发展规划》提出“坚持集中式和分布式开发并举,推动建设一批重大可再生能源基地。”在双碳背景下,我国将持续续加快构建以光伏、风电等新能源为主体的新型电力系统。近年来,我国光伏产业继续巩固在全球的规模领先优势,在硅料、硅片、电池片和组件四个环境的全球产量排名中,多家中国企业均处于前列;产品技术不断突破一直是推动光伏行业发展的原动力,核心技术的产业化应用可以进一步降低光伏发电成本;另外,随着光伏产业在世界范围内的不断扩大,其应用模式也更加趋于多元化,在“光伏+储能”、“光伏+农业”、“光伏+建筑”等诸多方面的发展均有进展。目前,我国光伏产业布局愈加合理,耗能较高、对电价敏感的多晶硅和拉棒环节向能源供应丰富、电价更低的西部地区转移,而硅片、电池片及组件的生产则集中在配套完善、人才资源丰富的中东部地区,产业集中度不断提高,集中式光伏正加速走完平价前的抢装期,未来实行平价之后,摆脱补贴依赖的新能源,不仅更清洁,而且更便宜。

定义地热能是地球上产生和存储的热能。热能是决定物质温度的能量。地热能大部分是来自地球深处的可再生性热能,它起于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,有一小部分能量来自太阳,大约占总的地热能的5%,表面地热能大部分来自太阳,有一小部分是通过地下水的深处循环和来自极深处的岩浆侵入到地壳后,把热量从地下深处带至近表层。地热能是一种新的洁净能源,在当今人们的环保意识日渐增强和能源日趋紧缺的情况下,对地热资源的合理开发利用已愈来愈受到人们的青睐。在地热利用规模上,我国近些年来一直位居世界首位,并以每年近10%的速度稳步增长。地热发电原理地热发电是地热利用的最重要方式。高温地热流体应首先应用于发电。地热发电和火力发电的原理是一样的,都是利用蒸汽的热能在汽轮机中转变为机械能,然后带动发电机发电。所不同的是,地热发电不像火力发电那样要装备庞大的锅炉,也不需要消耗燃料,它所用的能源就是地热能。地热发电的过程,就是把地下热能首先转变为机械能,然后再把机械能转变为电能的过程。地热发电的分类按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类:(1)蒸汽型地热发电蒸汽型地热发电是把蒸汽田中的干蒸汽直接引入汽轮发电机组发电,但在引入发电机组前应把蒸汽中所含的岩屑和水滴分离出去。这种发电方式最为简单,但干蒸汽地热资源十分有限,且多存于较深的地层,开采技术难度大,故发展受到限制。其主要有背压式和凝汽式两种发电系统。背压式发电系统凝汽式发电系统(2)热水型地热发电热水型地热发电是地热发电的主要方式。热水型地热电站有闪蒸系统和双循环系统两种循环系统:1、闪蒸系统闪蒸系统的流程:当高压热水从热水井中抽至地面,由于压力降低部分热水会沸腾并“闪蒸”成蒸汽,蒸汽送至汽轮机做功,而分离后的热水可继续利用后排出,再回注入地层。2、双循环系统双循环系统的流程:地热水首先流经热交换器,将地热能传给另一种低沸点的工作流体,使之沸腾而产生蒸汽,蒸汽进入汽轮机做功后进入凝汽器,再通过热交换器而完成发电循环。地热发电优缺点(1)优点1、地热能不易挥发。地球土壤可储存太阳热能,热能在霜线以下不会受到季节性温度变化的影响,在霜线下方掩埋地热能设备,可有效利用储存在土壤中的热能。2、地热系统不易损坏。地热系统运作方式是注入生态防冻水溶液的管道埋入房屋,安装适当便不易损坏,且地热能转换器可被水平、垂直放置,系统机变灵活度高,可适应多种地况。3、地热能可持续性强。火山、岩浆等地热活动的典型寿命介于最低5000年到100万年以上,也使地热能成为一种再生能源,此外,地热库的天然补充率可达千兆瓦以上。(2)缺点1、地热能利用率低、污染严重。地热蒸汽的温度和压力不如火力发电,导致地热利用率低,且老式发电机组的热效率大约仅有20%,以致冷却水用量多于普通电站,热污染严重。2、地热能间接费用高额。不同效能的差距在极端温度条件下尤为明显,在极冷、极热的条件下,取暖、制冷设备需高强度运转才能保证室内有舒适的温度,由此产生高额费用。发展趋势当前,我国的地热能与风能、太阳能相比,仍然是小众能源。作为可再生能源的地热能,资源的利用有多种形式。未来一段时间,更广泛地因地制宜、科学开发、按需供能将成为地热能大规模发展的必然选择。2022年9月1日,自然资源部中国地质调查局出台《地质调查支撑服务新时代经济社会发展和生态文明建设的实施意见》和《全国地质调查“十四五”规划》提出,将在“十四五”期间加强地质作用固碳机理研究与增汇技术研发,深入开展地热资源开发利用与地质环境效应监测评价,围绕清洁能源基地、重要生态功能区和固碳地下空间编制国土空间碳中和区划“一张图”,进行相关发展战略、管理规章制度和技术标准研究,打造具有中国特色的碳中和地质路线图。作为可再生能源的地热能,具有储量大、利用效率高、运行成本低和节能减排等优势。地热能资源的利用有多种形式,如发电、供热、制冷,甚至制取高于自身温度的低压蒸汽,尾水可以提取稀有矿物元素,并且可以通过梯级利用实现多种功能,大幅提高利用率。同时,地热能不受季节、气候、昼夜变化等外界因素干扰,稳定性极强。此外,中国政府还将加强资源利用,推动地热能行业的发展和普及。未来几年,中国地热能行业将迎来爆发式增长,其市场规模和产业规模将不断扩大,贡献绿色发展。

定义智能电网(SmartPowerGrids),就是电网的智能化,也被称为“电网2.0”,它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上,通过先进的通信传感技术、测量技术和控制方法的应用,实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从广义上来说,智能电网包括清洁能源的智能调度系统、动态定价智能计量系统以及发电、用电设备功率优化负荷平衡智能技术系统。未来智能电网的基本结构,使得电能不仅从集中式发电厂流向输电网、配电网直至用户。同时,电网中还遍布各种形式的新能源和清洁能源:太阳能、风能、燃料电池、电动汽车等等。此外,高速、双向的通信系统实现了控制中心与电网设备之间的信息交互,高级的分析工具和决策体系保证智能电网的安全、稳定和优化运行。智能电网的主要特征(1)自愈电网从本质上讲,自愈就是智能电网的“免疫系统”,是智能电网最重要的特征。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,发现已存在的或正在发展的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。自愈电网可确保电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。(2)促进参与在智能电网中,和用户建立的双向实时的通信系统是实现鼓励和促进用户积极参与电力系统运行和管理的基础。实时通知用户其电力消费成本、实时电价、电网状况、计划停电信息以及其他服务信息,同时用户也可以根据这些信息制定自己的电力使用的方案。(3)抵御攻击智能电网能同时承受对电力系统在一段时间内多重协调的攻击,智能电网在被攻击后具备快速恢复的能力,不管是物理攻击还是网络攻击,智能电网通过加强电力企业与政府之间的密切沟通后,能一定程度提高智能电网抵御风险的能力,减少对电网和经济发展的影响。智能电网的关键技术按照载热体类型、温度、压力和其它特性的不同,可把地热发电的方式划分为蒸汽型地热发电和热水型地热发电两大类:(1)通信技术智能电网的数据获取、保护和控制都需要通信系统的支持,建立通信系统是迈向智能电网的第一步,通信系统可使智能电网成为一个动态的、实时信息和电力交换互动的大型的基础设施。通信系统建成后,可提高电网的供电可靠性和资产的利用率。(2)测量技术测量技术是智能电网基本的组成部件,先进的测量技术获得数据并将其转换成数据信息,可供智能电网的各个方面使用。以便评估电网设备的健康状况和电网的完整性,进行表计的读取、消除电费估计以及防止窃电、缓减电网阻塞以及与用户的沟通。(3)控制技术控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。该技术可提供对输电、配电和用户侧的控制方法,并监管整个电网的效率。发电优缺点(1)优点1、提高能源利用效率。智能电网技术可对电力系统进行大数据分析,及时找出能源浪费、能耗高峰等问题,并通过分析数据提高能源利用效率,实现能源消耗的最大限度降低。2、保障电力系统安全。智能电网技术可对电力系统进行实时监控,及时发现设备故障、短路等问题,还可对电力系统进行智能控制,并对设备进行自动排除,从而保障电力系统的安全性和稳定性。3、实现电力系统的可持续发展。智能电网技术可优化电力调度和转供电流程,并始终保持电力系统的灵活度,以期实现电力系统的可持续发展。(2)缺点1、投资成本高。智能电网技术并非简单的升级,其需要耗费大量的资金对电力系统进行全面改造,在电力系统升级过程中还需要更新设备、培训技术人员等系列配套工作,因此,其投资成本较高。2、风险控制不足。智能电网技术需要依靠较多的电子化处理和远程维护,存在信息泄露风险和病毒攻击风险。此外,在某些技术人员放松对于系统的保护以及不当使用操作手段等问题也可能会引发安全隐患。发展趋势智能电网是电网技术发展的必然趋势。通讯、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用,并与传统电力技术有机融合,极大地提升了电网的智能化水平。“十二五”期间,国家电网将投资5000亿元,建成连接大型能源基地与主要负荷中心的“三横三纵”的特高压骨干网架和13回长距离支流输电工程,初步建成核心的世界一流的坚强智能电网。国家电网制定的《坚强智能电网技术标准体系规划》,明确了坚强智能电网技术标准路线图,是世界上首个用于引导智能电网技术发展的纲领性标准。国网公司的规划是,拟基本建成具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网,形成以华北、华中、华东为受端,以西北、东北电网为送端的三大同步电网,使电网的资源配置能力、经济运行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。发展智能电网是社会经济发展的必然选择。为实现清洁能源的开发、输送和消纳,电网必须提高其灵活性和兼容性。为抵御日益频繁的自然灾害和外界干扰,电网必须依靠智能化手段不断提高其安全防御能力和自愈能力。为降低运营成本,促进节能减排,电网运行必须更为经济高效,同时须对用电设备进行智能控制,尽可能减少用电消耗。智能电网的发展是一个逐步的演变,是一场促使电力流、信息流、业务流不断融合,以满足日益多样化彻底的变革,是现有技术和新技术协同发展的产物,在绿色节能意识的驱动下,智能电网势必成为世界各国竞相发展的一个重点领域。

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