而随着国内生产技术的快速提高,加上低电费等带来的成本优势,硅料也在2019年达到了67.3%的国产率。
2020年9月22日,国家主席习近平在75届联合国大会一般性辩论上表示,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。在山东滨州通威股份投资的300MW渔光一体化项目中,华为已经开始引入人工智能技术。
华为方面的最新数据是,截止2020年底,华为智能光伏解决方案助力合作伙伴累计建设160GW光伏电站,广泛应用于60多个国家,服务教育、医疗、体育、交通、农牧渔、现代化制造等多个行业,累计生产了3000亿度绿电,减少二氧化碳排1.48亿吨,相当于种植了2亿多棵树。渔光一体项目需要将光伏板搭载在水面上,这进一步增加了电站巡检、运维的难度。华为分布式智能光伏解决方案,在安全方面的考量下足了功夫。以东莞采用该方案的案例来看,一套29kW的光伏+储能系统,每年可减少二氧化碳排放17吨,相当于种植658棵树,每天可节省电费100元左右。新能源规模快速发展的背后,离不开自主化产业链的支撑,这也是保障新能源产业快速发展、保障能源安全的基础。
图:安装在大兴机场的太阳能电池板 来源:华为在机场装光伏,安全要求格外苛刻。数字化 + AI,是大型光伏电站的主流趋势。在《可再生和可持续能源评论》(Renewable and Sustainable Energy Reviews)上发表的一项研究中,利用光伏和熔盐储存提供大规模电力需求,研究人员提出了一个模型,在太阳直射光束辐射低、全球太阳辐射水平高的地区,将公用设施规模的太阳能发电与高温熔盐储存相结合。
技术说明蓄热技术采用太阳能电力塔设计,该技术通过将能量集中在安装在塔上的中央热交换器或接收器上,从日光中发电。在这里,它产生过热的蒸汽来驱动涡轮。另外,槽式设备只能达到700F的高温工作流体温度,因此,作为集成式蓄热系统(蓄能温度为1050F),需要大约3倍的蓄热量才能产生给定的电量。什么是熔盐储能技术?尽管太阳能技术得到了广泛使用,但它们却受到大多数可再生技术的限制:由于天气变化,其运行状况无法预测。
在Solar Reserve的太阳能二号设施,熔融盐通过接收器中的管道循环,收集从太阳收集的能量(步骤2)。该研究团队由以色列本古里安内盖夫大学、法国艾克斯马赛大学和法国国家太阳能聚光系统研发实验室Promes的科学家组成。
在保持这种高循环效率的同时,还允许使用干式冷却塔,这在具有最佳太阳能潜力的干旱国家中很重要。根据他们的说法,研究中提出的非常规解决方案也可能与屋顶光伏阵列和已经在一些国家退役的化石燃料和核电站中运行的大型汽轮机相结合。这项技术是一种集中式太阳能(CSP)技术,围绕专有的中央接收塔和熔融盐回路而构建。红线表示直接的太阳辐射,蓝线表示未保存的生产曲线,蓝点虚线表示已保存6小时的生产曲线。
学者们解释说:这里的目标不是针对具体地点的精确答案,而是要看看光伏系统规模、存储容量、电网渗透水平和成本估算的大小是否可行。但是,利用熔融盐的高效特性进行热传递,一种技术可以将电力生产与天气波动隔离开来,更重要的是,它可以根据需要分配电力而无需使用天然气。液态盐保存在绝缘的储罐中,可以在其中调节体积,以提供每种应用和位置所需的存储容量。当太阳开始发光时会收集太阳能,但是大约在6小时后会发电,以便在需求高峰期发电。
然后将热的熔融盐输送到隔热的热储罐,在其中可以以最小的能量损失存储能量(步骤3)。然后,将蒸汽用于为常规蒸汽轮机提供动力,以发电(步骤4)。
当要发电时,热的熔融盐被送至热交换器(或蒸汽发生器),并用于产生高温高压的蒸汽。蓄热系统提供了一个额外的好处:允许对工厂进行设计以优化电力负荷曲线,以满足特定的市场需求。
研究人员还补充说,平均约0.64km2的土地面积对于一个太瓦时的年发电量是必要的。图1显示了如何利用蓄热系统将电力生产转移到需求高峰期。研究结果仅涉及美国领土,但可以扩展到气候条件和公用事业需求概况相似的所有地区。在PV-TS装置中,所产生的太阳能的相当一部分将被用来对熔盐储热器进行电阻加热,使其温度超过565摄氏度,而储存的热能又将被用来驱动高效的过热汽轮机发电。槽式工厂将需要一个附加的热交换器,以将能量从工作流体传递到存储装置,并将存储的能量传递回蒸汽系统。对于日照较高的地区,比例可以保持在90%左右,额外25%的太阳能输入可以将电网穿透率提高到95%左右。
在液态下,熔融盐的粘度和外观类似于水。俄罗斯、前苏维埃共和国、日本、北亚和中北欧与美国一起被指出是最适合部署PV-TS项目的地区。
熔盐储能使用盐作为热能存储介质其次,它在工厂的整个运行过程中保持液态,这将改善长期可靠性并降低运维成本。
在太阳能应用中,出于多种实际原因使用熔融盐,SolarReserve首席执行官Terry Murphy说,他与其他人一起帮助Rocketdyne开发了熔融盐技术。研究人员指出:储存的热量不仅能满足夜间的电力需求,而且能满足白天次高峰日照时段的电力需求。
对于日照较高的地区,比例可以保持在90%左右,额外25%的太阳能输入可以将电网穿透率提高到95%左右。俄罗斯、前苏维埃共和国、日本、北亚和中北欧与美国一起被指出是最适合部署PV-TS项目的地区。蓄热系统提供了一个额外的好处:允许对工厂进行设计以优化电力负荷曲线,以满足特定的市场需求。当太阳开始发光时会收集太阳能,但是大约在6小时后会发电,以便在需求高峰期发电。
根据他们的说法,研究中提出的非常规解决方案也可能与屋顶光伏阵列和已经在一些国家退役的化石燃料和核电站中运行的大型汽轮机相结合。槽式工厂将需要一个附加的热交换器,以将能量从工作流体传递到存储装置,并将存储的能量传递回蒸汽系统。
已经确定了使用熔融盐的蓄热系统可与其他太阳能技术一起使用,例如抛物线槽系统,这是迄今为止安装的主要太阳能热技术。论文指出:对于平均日照比美国高的地区其中一些地区的电力需求状况恰好与太阳能利用率有更好的关联每千瓦时用电量的光伏和存储需求将更低。
液态盐保存在绝缘的储罐中,可以在其中调节体积,以提供每种应用和位置所需的存储容量。在《可再生和可持续能源评论》(Renewable and Sustainable Energy Reviews)上发表的一项研究中,利用光伏和熔盐储存提供大规模电力需求,研究人员提出了一个模型,在太阳直射光束辐射低、全球太阳辐射水平高的地区,将公用设施规模的太阳能发电与高温熔盐储存相结合。
学者们提出的光伏加蓄热(PV-TS)解决方案,由于光伏技术提供了非常有利的经济性,被称为准备立即实施,代表了CSP熔盐塔的替代品,在CSP技术被认为不可行的地区,因为集中器不能利用漫射的太阳辐射。液态盐被泵送通过面板或电加热器,在将其加热到储热罐或蒸汽发生器之前,先将其加热到570C。在这里,它产生过热的蒸汽来驱动涡轮。以色列-法国小组进行的模拟显示,在某些地区,光伏发电的电网穿透率可以从不使用蓄热时的30%左右提高到仅使用12小时蓄热时的80%左右。
研究结果仅涉及美国领土,但可以扩展到气候条件和公用事业需求概况相似的所有地区。在液态下,熔融盐的粘度和外观类似于水。
这项技术是一种集中式太阳能(CSP)技术,围绕专有的中央接收塔和熔融盐回路而构建。在PV-TS装置中,所产生的太阳能的相当一部分将被用来对熔盐储热器进行电阻加热,使其温度超过565摄氏度,而储存的热能又将被用来驱动高效的过热汽轮机发电。
蓄热被认为是可再生能源的未来,因为与许多间歇性可再生资源(例如风能)不同,蓄热提供了具有稳定容量和可调度性的零排放技术。然后,将蒸汽用于为常规蒸汽轮机提供动力,以发电(步骤4)。