针对普通的全玻璃真空太阳能集热管外置复合抛物面聚光集热板存在增大风阻且易在下雪时积雪的情况,研制了一种在外管内壁镀制反射镜面的新型高效聚光集热管,对该集热管的技术创新性进行了介绍,对其能效指标及优势进行了分析,并对其应用前景进行了阐述.性能测试结果显示:该集热管采用的太阳能选择性吸收涂层的太阳吸收比大于等于 0.96(AM1.5)、半球发射比小于等于 0.05(测试温度为 80±5℃),达到了国际先进水平.通过对比普通全玻璃真空太阳能集热管和新型高效聚光集热管的应用效果发现:新型高效聚光集热管的热损仅为普通全玻璃真空太阳能集热管的 50%;在同等条件下,新型高效聚光集热管的集热效率比普通全玻璃真空太阳能集热管的约高 0.02,能够获得更高的热水温度,实现了中温段太阳能产品的开发及推广应用.
为解决中国西北淡水资源匮乏地区的生活用水问题,根据农村居民家庭用水量的需求,基于光伏膜法苦咸水淡化(PV-BWMD)系统,研发了一套微型光伏纳滤苦咸水淡化(PV-BWNF)系统.通过实验确认了反渗透膜和纳滤膜的除盐及产水能力,比较了使用不同类型增压泵时微型PV-BWMD系统的吨水能耗,优化了微型PV-BWNF系统的光伏阵列装机容量配置,开发了智能控制器,实现了该系统的全自动运行.该微型PV-BWNF系统操作简单,运行稳定,产水的水质良好,吨水成本低,能够有效地解决太阳能资源丰富、淡水资源缺乏的中国西北地区的家庭生活用水问题,具有良好的经济性和推广价值.
大庆地区的地质属于严寒地区的季节性冻土,在冬季时光伏支架基础易发生不均匀冻胀抬升,而在春季时,由于气温升高支架基础易产生融沉现象,出现差异冻胀融沉情况,从而导致光伏支架发生偏移,进而改变光伏组件的安装倾角,最终导致光伏组件发电量受到影响.采用光伏支架因土基差异冻胀融沉引起的偏移程度表征光伏组件安装倾角偏移量,利用光伏发电系统设计软件PVsyst 7.2开展光伏组件安装倾角偏移量对其发电量影响的分析.结果表明:光伏组件日发电量随安装倾角变化在不同节气下呈现不同规律,虽然安装倾角的正负偏移不会使各节气时的日发电量最大值出现在初始安装倾角(最佳安装倾角)时,但在初始安装倾角下光伏组件年总发电量仍为最高,安装倾角正偏移使发电量降低幅度更高.以期通过光伏支架及桩基础差异冻胀融沉偏移研究为保障光伏组件使用寿命和光伏电站发电效率提供参考.
光伏发电系统中固定式光伏支架的结构形式差异较大,即使同种光伏支架结构形式也存在有不同的光伏阵列布置方式,不同布置方式的光伏阵列对应的光伏支架、管桩和土地成本也有较大差异.以广东省湛江市徐闻县某采用固定式光伏支架的光伏电站项目为背景,采用了常规计算钢光伏支架工程量和利用BIM软件中明细表计算光伏支架工程量两种方法,对比阐述了双抱箍双立柱 3×28 光伏阵列和单抱箍单立柱 2×26 光伏阵列光伏支架和管桩的成本.此外,还考虑了两种规格因安装倾角不同引起的土地成本差异,总结出了固定式光伏支架 3×28 光伏阵列和固定式光伏支架 2×26 在安装倾角 11°时的综合投资成本.研究结果表明:同等装机规模下,3 排光伏阵列光伏阵列的成本比 2 排光伏阵列光伏支架的低;单抱箍单立柱光伏支架比双抱箍双主柱光伏支架的成本低.该结论为类似光伏电站建设的固定式光伏支架选型提供参考.
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.
