漂浮式水上光伏电站对湖库风生流作用机理的研究

漂浮式水上光伏电站是一种新能源发电方式,目前已建设在我国许多湖泊和水库(下文简称为“湖库”)上。由于湖库的风生流会显著影响其垂直方向和表面的水流分布规律,而关于漂浮式水上光伏电站对湖库风生流的作用机理还有待深入研究。基于此,本文以我国东北地区某中型水库为例,通过建立考虑了漂浮式水上光伏电站不同布置方案的三维水动力数值模型,研究了在该水库上建设的漂浮式水上光伏电站对水库水流运动规律的影响。研究结果表明:未建设漂浮式水上光伏电站时,由于风场作用,整个水库在垂向剖面上呈现一个顺时针环流,其表层水流方向为上风区(即水库的南侧)向下风区(即水库的北侧)流动,底层水流方向为下风区向上风区流动;当在水库的上风区建设漂浮式水上光伏电站后,整个水库从垂向剖面来看,上风区的水流流速较小,顺时针环流主要存在于下风区;当在水库中间建设漂浮式水上光伏电站后,从平面上来看,在水库的东西侧均出现了顺时针环流,从垂向剖面来看,上风区和下风区均存在较弱的顺时针环流,而光伏电站下方的下层水流流向上风区方向。该研究成果揭示了漂浮式水上光伏电站对湖库风生流的作用机理,为漂浮式水上光伏电站项目的设计和湖库生态管理提供了科学依据。

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。

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化性能优劣的重要指标。该方法可为浮体材料行业的快速发展及漂浮式水上光伏电站的长期安全运行提供保障,也填补了改性塑料行业在耐紫外老化性能快速评估领域的空白。

基于双目视觉位移视频监控技术的漂浮式水上光伏电站浮筒位移监测的研究

漂浮式水上光伏电站是通过在水面建设浮筒平台,将光伏组件安装在浮筒上进行发电,此类电站不占用土地,且水体对光伏组件有冷却效应,可以抑制光伏组件表面温度的上升,从而使光伏电站可以获得更高的发电量。但漂浮式水上光伏电站的浮筒会随着水位、季风等外在环境因素的变化而发生位移,导致照射到光伏组件的太阳入射角发生改变,从而影响光伏组件的发电量,造成较大的经济损失;而且当浮筒发生位移时,锚固系统的钢缆所受到的牵引力也会发生变化,而长时间的位移变化将严重影响漂浮式水上光伏电站的使用寿命。详细阐述了通过双目视觉位移视频监控技术实现对漂浮式水上光伏电站浮筒的位移监测,当浮筒的位移超过警戒线时,报警信号会显示于人机界面,光伏电站运维人员可及时发现并进行处理。

基于HFLTS的漂浮式水上光伏电站投资风险评价

光伏发电具有资源丰富、清洁、低碳、环保等特点,在我国“十四五”规划中提出要扩大光伏发电的规模。目前,我国的太阳能光伏电站项目主要集中在地表太阳能光伏项目,由于分散的太阳能需要占用大量的土地资源,因此主要分布在新疆、甘肃等西北戈壁地区。尽管这些地区太阳能资源丰富,但当地电力需求严重不足,电网远距离输电困难。由于南方地区经济发达,需要应对气候变化,电力系统的装机容量无法满足人们的日常生活需求,可用于地面光伏发展的土地资源非常有限,因此,电力供需平衡已成为一个紧迫的问题。水基光伏发电站的出现为解决这种矛盾带来了新的机遇。采用犹豫模糊语言术语集(HFLTS)收集信息,用最优和最差方法(BMW)确定指标的权重,通过模型和综合评价,得出浮动光伏电站的总体投资风险较低。

库汊深水区域漂浮式水上光伏电站建设

针对在喀斯特地貌发育的库汊深水区域建设漂浮式水上光伏电站,因地质情况复杂,常规的锚固施工方法不适用的情况,以岩滩水光互补光伏电站为例,笔者详细介绍工程建设难点以及漂浮式光伏阵列、锚固系统、箱逆变一体机、电缆等主要建设环节的内容。结合工程实际情况,现场锚固施工通过采用“逐点定长、锚绳分段”的设计理念,采取桩锚和混凝土锚固块抛锚、2 t方形锚固块和1.7 t马蹄形锚固块相结合的方式,以及“小船定位、大船放锚”的施工工艺,有效地解决现场施工定位难、下锚难和锚固固定难的问题,且把锚固位置精度控制在±0.2 m以内,提高了下锚的准确性。该锚固的设计理念和施工工艺为国内首创,可为类似工程施工提供借鉴。