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光伏电池回收范文1
关键字:太阳能路灯 系统设计 技术经济
中图分类号: TK511 文献标识码: A
一、项目背景
目前,我国太阳能光伏发电生产能力已跃居世界第一,而国际太阳能产量是应用需求量2倍,产能过剩是光伏发电行业最大问题。太阳能光伏发电利用主要有两种技术途径,分别为离网光伏发电和并网光伏发电两大类;离网光伏发电又包括太阳能路灯、太阳能庭院灯、风光互补路灯、太阳能交通信号灯等。
太阳能照明由于采用先进到光源、独特数码控制和成熟储能技术系统集成技术外加安装的方便性,其应用性能价格比是目前所有光伏应用系统最具有优势的产品。
本项目于2014年6月在辽宁省丹阜高速公路实施,主要针对丹阜高速公路桃仙-石桥子段道路两侧安装12米太阳能路灯,道路全长29.7公里,总共安装1781基杆;包括12米太阳能路灯,太阳能独立光伏电站(集中供电控制)等。合同总额2600万元,太阳能电池组件总发电峰值功率为73万瓦。于2014年6月开工,2014年8月末竣工。
迄今为止,本项目为东北三省首个大型高速公路太阳能路灯亮化工程。通过这个平台可以对系统配置、太阳能路灯充放电控制器研制、蓄电池组直埋方式、太阳能路灯的经济效益和社会效益等课题进行研究,对拓展太阳能资源综合开发利用,提高辽宁省太阳能光伏产业的技术水平,为太阳能光伏发电技术在辽宁省高速公路发展应用起到积极良好的示范作用。同时太阳能路灯照明技术的应用可以带动辽宁省其他相关产业的发展并促进地方相关产业的兴起,并将进一步推动辽宁省太阳能光伏产业链的形成和发展,具有深远的意义。
二、项目地理环境
沈阳位于中国东北地区南部,辽宁省中部,以平原为主,山地、丘陵集中在东南部,属于半湿润大陆性气候,全年降水量500毫米,全年无霜期183天。受季风影响、降水集中、温差较大、四季分明。年平均气温6.2~9.7℃,沈阳极端最高气温为38.3℃,降水集中在夏季,温差较大,四季分明。冬寒时间较长,近六个月,降雪较少,春秋两季气温变化迅速,持续时间短:春季多风,秋季晴朗。日照时数平均为2372.5小时
丹阜高速公路是国家高速公路规划重要干线“鹤大高速(G11)”的联络线,编号:G1113
G1113丹阜高速 丹东-本溪-沈阳-新民-阜新,辽宁段:丹东至新民段已通车,新民至阜新段规划在建,规划路线由原国道主干线丹拉线丹东至沈阳段,国家重点公路集安至锡林浩特线支线通化至阜新线中的沈阳至阜新段组成。
三、太阳能路灯照明系统设计
3.1 施工现场勘察
由于太阳能路灯与常规交流路灯在工作原理上有着本质的区别,同时太阳能路灯主要采用太阳能电池组件进行发电与供电,所以与交流路灯相比对安装地点会有特殊的要求,所以太阳能路灯在安装之前需要对现场进行详细勘查,勘查内容主要包括:
1、首先勘查所要安装路段两侧采光情况,是否有树木、建筑物遮光现象,如果存在树木、建筑物遮挡对所安装地点有影响的情况,可以通过指南针、全站仪、激光测距仪,利用阴影测量法,测量树木与建筑物高度到安装地点的距离及其他所需参数,从而确定太阳能路灯安装高度及与遮光物之间的距离,尽量避免遮光对太阳能电池组件的影响。
2、如果周边遮光情况比较严重,且还需进行安装,那就得考虑采用集中供电的方式进行控制,即太阳能独立光伏电站。同时还需对集中控制的太阳能路灯地面以下进行勘测,是否存在光线、光缆、电缆、供暖管道等埋入物,为电缆直埋进行准备。
3、观察安装地点两侧上空是否存在高压电线杆及电话线,如果存在,需准确进行测量电线杆高度及距安装地点之间距离,并做好记录。
4、对所勘查道路周边情况进行拍照。
5、通过汽车码表、皮尺、激光测距仪,详细测量所安装道路的长度、宽度、及距遮光物之间的距离,并且做好详细记录。
6、通过现场勘查所记录的数据及参数,书写现场勘查报告。
3.2太阳能路灯照明系统安装布置
1、根据现场测量所安装道路长度、宽度及照明要求,合理选择太阳能路灯安装及布置方式,常规照明灯具的布置可分为单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置和横向悬索布置五种基本方式。本项目太阳能路灯主要采用单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置三种布置方式,主要根据道路横断面形式、宽度及照明要求进行选择。如图1所示:
图1常规照明灯具布置的五种基本方式
(a)单侧布置 (b)双侧交错布置 (c)双侧对称布置(d)中心对称布置(e)横向悬索布置
2、灯具的悬挑长度不宜超过安装高度的1/4,灯具的仰角不宜超过15°;
3、灯具的布置方式、安装高度和间距按照表1经计算后确定。
3.3 太阳能路灯照明系统优化配置
太阳能路灯照明系统主要由太阳能电池组件、组件支架 、LED光源、太阳能充放电控制器、蓄电池(铅酸电池或胶体电池)、灯杆(含灯具)、导线等组成。
太阳能路灯照明系统主要利用太阳电池的光生伏特效应原理,白天太阳能电池板吸收太阳能光子能量产生电能,通过充放电控制器储存在蓄电池里,夜晚当照度逐渐降低一定程度、太阳能电池板开路电压降低到预设值后,充放电控制器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对灯头放电。蓄电池放电预设定时间后,充放电控制器动作,蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是保护蓄电池。
图2 太阳能路灯照明系统工作原理图
采取目前国际上流行的“全年均衡冬半年最大” 的接收太阳能辐射量的光伏系统设计原则,即根据蓄电池组件均衡充电的要求,以夏半年和冬半年在组件面上的日辐射量相等,但同时还要使组件上冬半年的日辐射量尽量达到最大值,从而增加组件在太阳辐射强度较弱月份的发电量原则,来确定太阳能电池组件面的最佳倾角及其最佳发电电流值,同时统计出全年累计最大的连续亏欠电量,结合适当的蓄电池组件放电深度,确定出组件和蓄电池组件的合理搭配容量。设计方法首先根据各向异性的天空辐射模型,计算出在纬度为ф处,倾角为β的斜面上的太阳辐射量HT 。在实际应用时,可在当地纬度的-20°~+30°范围内分别算出夏半年和冬半年的平均日辐射量H1和H2,然后根据上述原则,确定当地的最佳倾角及各月平均日辐射量。
3.4 太阳能路灯照明系统配置计算
下面简单介绍本项目太阳能路灯系统配置计算方法:
本项目太阳能路灯照明系统电压为24V。
(一)太阳能电池组件容量计算
具体配置计算公式如下:
P=发光光源功率(P1)×发光光源工作时间(T)×平均峰值日照系数(1.5―1.8)÷平均峰值日照时间
其中P―太阳能电池组件功率,单位:瓦(W);
P1―发光光源实际输出功率,单位:瓦(W);
T―发光光源(LED灯)实际亮灯时间,单位:小时(T);
平均日照时间根据该安装地区过去10~20年逐月太阳能总辐射量、直接辐射量及散辐射量的平均值作为依据。北票地区平均峰值日照时间取4.5小时。
(二)蓄电池容量计算
具体配置计算公式如下:
蓄电池容量=发光光源功率(P1)×发光光源每天工作时间(T)×该地区连续阴雨天数÷(蓄电池放电深度×系统电压)
其中蓄电池容量―单位:安时(AH);
P1―发光光源(LED灯)实际输出功率,单位:瓦(W);
T―发光光源(LED灯)实际亮灯时间,单位:小时(T);
地区连续阴雨天数―采用3天~5天;
蓄电池放电深度―一般取0.6~0.7;
以上计算过程中各个参数需要结合实际需要进行简单修正,以达到整个系统配置合理。
(三)太阳能充放电控制器
本项目采用了自主研发的新一代智能型太阳能充放电控制器,采用工业级产品可靠性设计,具有超强稳定性和极高的使用寿命,该控制器采用了目前先进PWM脉宽调制恒压充电技术、最大功率点跟踪智能充电、12V\24V电压自动识别、自动判断并可执行维护、输出电流根据负载情况而变化、自动恢复、温度补偿等功能,同时还为蓄电池提供了更多的保护装置。具体包括过充、过放、反接、过载、短路、雷击保护等。系统根据蓄电池充电状态自动地进行科学精确的计算,并显示相应的测量值,可自动识别蓄电池的工作年限及容量,新型的多功能控制器比传统的控制系统更为有效,控制器附带的电子保险为用户提供了更为简易的操作。再同时应客户要求,与控制器配套,所有太阳能路灯通过计算机实现集群无线数据采集的功能,可以随时随地通过计算机实时观察太阳能路灯工作状态及数据,对太阳能路灯后期维护维修提供了坚实有效的措施,大大提高维修效率。
四、太阳能路灯照明系统技术经济评估
根据可再生能源的技术经济学的有关评价原理《Financial Evaluation of Renewable Energy Technologies》,T.C Kandpal H.P Garg,2003,结合不同地点太阳能光伏发电系统的性能特点并考虑到各种因素的影响,采用太阳能光伏发电系统与普通电力系统相比对的方法,以项目净现值(Net Present Value―NPV)和动态投资回收期(Discounted Payback Period―ndp)两个指标对太阳能光伏发电系统进行技术经济评价和分析。
1、太阳能光伏发电系统收益(节电费用)分析
由太阳能光伏发电系统的特点可知,太阳能光伏发电系统的整体使用寿命可达到20-25年。太阳能光伏发电系统总成本包括初始设备费,蓄电池和照明灯具的更新费等,由于太阳能光伏发电系统可靠性高,又不消耗常规能源,每年的维修费和运行费基本为零,可以不必考虑。
根据目前非居民用电电价0.776元/kWh,及其《中国电价和电力发展研究》课题组的最新研究结论,无论从宏观经济运行,还是从行业发展来看,电价水平还有一定的调升空间;适当调整电价水平及其结构,不仅不会导致价格总水平的显著上涨,而且还会有利于产业结构的优化升级。经过复杂的公式测算,目前中国的经济和社会状况能够承受的电价水平的合理上涨系数是每年0.04元/千瓦时。按太阳能光伏发电系统20年运行周期计算,同时考虑社会利率及电价上涨因数,进行经济技术分析,节约的电费现值分别计算如下:
经过统计可知;太阳能光伏发电系统每年总体功率为730210KW,
年节约的电费A=730210kWh*0.776元/kWh=56万元,以后每年节约的电费除A还有个对应电价上调节约的增加额G=730210×kWh*0.04元/kWh=2.92万元;分别利用等额收付(Uniform Series Present Worth Factor)和递增等差收付序列(Present Worth Factor of the Uniform Gradient Series)现值计算公式,太阳能光伏发电系统20年节约电费现值P:
=56×+=500.36(万元)
2、太阳能光伏发电系统寿命期净现值的计算
太阳能为非商品能源,其价值不能直接确定,只能用能源替代的方法来计算。按当地太阳能光伏发电系统等流明亮度的电力使用成本的标准来计算太阳能光伏发电系统的年收益。
通过计算,太阳能光伏发电系统的年收益(即太阳能光伏发电系统每年可节约电费):
A=500.36×=70.52(万元/年)
与普通发电系统相比对的太阳能光伏发电系统的初始投资C0=5000万元;太阳能光伏发电系统与等照度普通发电系统相比对的年收益70.52万元;太阳能光伏发电系统年运行成本0元;在系统运行的20年中无需进行任何维修及更换,不需任何费用。
太阳能光伏发电系统寿命期净现值评判原理
如果NPV>0,说明该系统投资可以接受;
如果NPV
太阳能光伏发电系统寿命期净现值:
NPV=-450+70.52×=80.39万元>0
可见对于太阳能光伏发电系统在寿命使用期内不仅可以把投入的初始资本收回来,而且可以额外节省80.39万元的电费,从技术经济的角度分析可以得出,太阳能光伏发电系统投资是可以接受的。
3、太阳能光伏发电系统投资回收期计算
采用动态投资回收期(Discounted Payback Period)原理,设投资回收期为ndp年,则:
ndp==10.7年
也可以利用静态回收期(Simple Payback Period)原理计算太阳能光伏发电系统的投资回收期分别为:
C01/(B-C)=450/70.52=6.38年
通过计算,可见太阳能路灯照明系统的回收期为6.38年,太阳能路灯照明系统投资方案是可行的。
4、太阳能路灯与普通电力灯相比主要优势与劣势
太阳能路灯以太阳能作为能源,节省了电力能源,并可利用节省的电费收回原始成本。太阳能路灯可以根据安装地点光照情况实现单灯系统独立安装与集中光伏电站供电系统集中安装模式。
施工灵活方便,可以免去挖电缆沟铺设电缆及回填繁复的工序。施工简单,由于各部件的先进性,使太阳能路灯后期维护简单方便。
太阳能路灯主要缺点:①由于目前太阳能路灯各部件价格偏高,成本比电力路灯偏高。②太阳能路灯地面亮度基本上能够满足国家对不同道路等级照明标准要求,而我国城市道路电力照明一般均高出国家标准,有的甚至高出百倍。因此从效果上看太阳能路灯照度不如电力路灯,但是太阳能路灯的照度能够满足实际照明亮度的要求。③光源选择上存在瓶颈,由于安装在高速公路上,容易给车辆驾驶者造成眩光。因此太阳能路灯在目前情况下,安装原则符合国家道路照明要求,用户满意,够用为度。
五、结论
太阳能“取之不尽,用之不竭”,它是自然界可持续再利用的绿色能源,在大气不断变暖及雾霾横行的今天,它的应用越来越广泛,但是在高速公路上应用还存在很多问题,随着太阳能光伏发电技术的不断进步,这些问题将在未来迎刃而解,通过以上分析,不难看出太阳能路灯在高速公路上应用还是比较经济和环保的,它对推动太阳能光伏技术在高速公路应用起到了示范性作用,具有重大的指导意义。
参考文献
[1].《Financial Evaluation of Renewable Energy Technologies》,T.C Kandpal H.P Garg,2003
[2].Gordon J M. Optimal sizing of stand-alone photovoltaic solar power systems. Solar Cells, 1987, 20:295-313。
[3].《集中式市电互补太阳能路灯系统经济技术评估》王琼
光伏电池回收范文2
关键词:太阳能光伏;组件安装;桩基础施工
1.太阳能的特点
1.1取之不尽,用之不竭
由于地球表面可接收到的太阳辐射能比较多,大概能满足地球所需能源的一万倍。而且太阳能发电十分安全,既不会对环境造成污染,也不会造成能源危机。
1.2太阳能的广泛性
太阳能可以就近供电,不需要通过长距离进行电力的输送,这样可以有效避免长距离输送所造成的损失。
1.3太阳能运行成本低
太阳能发电不容易被损坏,而且后期的维护比较简单,即使在没有人值守的情况下也可以用来发电。
1.4太阳能发电的环保性
太阳能发电不会对环境造成污染,也不会产生噪音等危害,是比较理想的清洁能源。
1.5太阳能发的电便利性
太阳能电力系统可以根据负荷情况进行适当的增加或者减少,可以随意增减太阳能方阵的容量,有效地避免了能源浪费。
2.太阳能的适用范围
主要可以用在大型光伏发电站,可以通过太阳能发电的基础设备进行安装。
3.工艺原理
在已经固定好的支架上安装一个可以将太阳能转化为电能的电池组件,然后通过逆变器等设备传输电能,最后将电能通过用电器终端传送到电线路中。
4.系统组成
电池方阵、逆变器、太阳能跟踪系统等是组成光伏系统地必要设备。
5.施工步骤与主要的技术措施
5.1 施工工序总体安排
根据本工程的建设要领和施工特点,首先要选择合理的施工方式,充分利用时间,方位等条件,在施工安排上主要遵循的原则有:1) 首先,要先在地下打好基础,才能在地上作业。2)独立的基础,简单的施工方式,施工时需要双管齐下,两个作业一起施工。
5.2光伏发电站工程施工流程
首先必须去现场进行勘察研究,然后规划好工程的计划,接着需要定位确保场地的平整和电缆电线的铺设,以及测试运行是否正常,当一切准备就绪之后,开始正常运行和验收工作。
6.光伏组件安装工程施工
6.1支架的安装过程
首先将钢管的支柱预制的混凝土桩头里面,再装入前后横梁,然后将前、后固定块分别安装在前后横梁上,最后把支架的前后第梁安装好,并且用钢筋固定。当调整好前后梁之后,紧紧牢固所有的螺丝,在整个钢支柱全部安装结束后,对预制混凝土桩可以进行第二次水泥浆的填灌,使整个组件紧紧结合在一起,保证了工程的质量。支架的安装过程首先要以安全建设,有效的将支架的安装的利益发展到最大化为主,对于一些太阳能设施建设成为一种多元化,自主化的基础设施经营的管理的新体系。
6.3电池板杆件安装
先检查电池板杆件的完好性,然后可以按照图纸的要求安装电池板的杆件,另外需要通过不紧固连接的螺栓使支架的可调余量范围增大。电池板杆件安装在日后的过程中对太阳能伏电站是很重要的,在一段时间内必然可以取得巨大的发展。而发展的程度,一般跟电池板杆件安装的大小和该电池板杆件安装的技术指标有关。每个电池板杆件安装对于该电池板杆件安装的结构、建设计划都是贯穿于各个电池板杆件安装的核心地位所管理,什么样的电池板杆件安装者能够负起什么样的责任,这个流动过程都决定着电池板杆件安装所运作的进度以及战略目标的实施,认真的在电池板杆件上的安装进行一定的监督,使安装环节真正做到实处,确保安全有效完成。
6.4太阳能电池板安装
在保管电池板的过程中,一定要注意轻拿轻放,在运输过程里也不能使电池板遭到强烈的撞击,电池板的螺栓需要紧紧牢固。
电池板被紧固之后会露出一些油漆,这个问题可以当做防止松懈来解决。在各个安装都结束之后,可以将露出来的地方用油漆补上。另外,电池板必须要横平竖直,不能东倒西斜,在同一个方阵里面的电池板之间的距离需要保持一致,不能有误差。电池板的接线盒方向也要注意,不能乱放,否则会造成不必要的麻烦。
除此之外,电池板需要调平。先把两根放线绳系在电池板方阵的上端和下端,然后将绳子绷紧。接着在放线绳的基础上调节其他的电池板,使这些电池板都保持在一个平面内,然后拧紧所有的螺栓。电池板的接线也十分讲究,必须严格按照设计图纸所规定的电池板的接线方式进行接线,电池板的连线务必遵从图纸所规定的要求。电池板的接线采用的材料一般是多股铜芯线,所以在接线之前需要将线头进行特殊的处理。接线过程中千万注意不能够将电池板的正极和负极接反,确保接线的正确性。当每串电池接完之后,必须确保后续工作的安全开展,操作方面绝对不能发生任何安全问题,电缆的金属应该注意接地。
7.结论
我国可回收式地面太阳能光伏电站支架组件施工技术是一项新式的技术行业,我们必须正确的运用这种新技术,能够将这种新技术带到我国的社会生产中去,可以预见,我国的社会经济发展将会越来越好。■
参考文献
[1]高胜勇,徐惠,李鑫. 可回收式地面太阳能光伏电站支架组件施工技术[J]. 安装,2013,02:56-59.
光伏电池回收范文3
防护林太阳能光伏发电系统由太阳能电池板(组件)、光伏控制器、逆变器、变频器和蓄电池构成。太阳能电池组经日光照射后,形成低压直流电,电池组并联后的直流电采用电缆送至汇流箱,经汇流箱汇流后采用电缆引至光伏控制器,由光伏控制器实现对蓄电池组的充放电控制,蓄电池组的直流电压输出至逆变器,逆变后的三相交流电经电缆引至变频器,最后经变频器启动水泵完成抽水。其中正弦波逆变控制器为三相可偏载运行,其输出可为生活用电设备如照明、电视、监控、采暖器等提供电源[1]。
太阳能电池板(组件):电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能转换为电能。太阳能电池板的质量和成本直接决定整个系统的质量和成本。太阳能光伏控制器:光伏控制器是用于太阳能发电系统中控制太阳能电池方阵对蓄电池充电以及蓄电池给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。光伏控制器对蓄电池起到过充电、过放电保护作用,其好坏决定太阳能系统的运行安全和使用寿命[2]。
逆变器:所选用的正弦波逆变电源克服了方波和模拟正弦波仪器的不足,其输出完全可以和市电媲美,能够提供高质量的交流电,效率高、噪音小,已成为市场中的主流产品。蓄电池:其作用是将太阳能电池板所发出的电能储存起来,需要时再释放。防护林光伏发电系统采用的胶体蓄电池同普通铅酸蓄电池相比,在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面都优于普通铅酸蓄电池。
2沙漠公路防护林太阳能光伏发电站的建设和实验
泵房太阳能光伏电站建设塔里木油田公司于2010年选取沙漠公路防护林两座柴油发电泵站开展太阳能光伏电站的建设和实验,2010年5月完工进入调试运行与试验改进阶段。井光伏电站光伏方阵初期功率为23.31kW,光伏方阵采用自动追光技术,2010年9月加装10kW风能发电机开展风光互补试验,经后期进一步扩容改造后光伏方阵功率提升至37.53kW,电站拖动水泵额定功率为7.5kW。井光伏电站光伏方阵初期功率为19.98kW,经后期进一步扩容改造后光伏方阵功率提升至36.72kW,电站拖动水泵额定功率为7.5kW[3]。泵房太阳能光伏电站实验2010年5月至10月为项目试验期,试验规定使用太阳能光伏发电日灌溉时数与使用柴油发电日灌溉时数相同,均为12h,同时确保防护林长势和成活率。初期由于对光伏发电设备的扩容、调试,替代率不高,随着设备的不断改进,2座太阳能光伏电站稳定性和可靠性逐步增强,从试验期替代率数据分析,到2010年10月替代率已达88.52%、97.60%。试验期苗木成活率、长势达到油田公司绿化主管部门验收考核标准,试验结果达到了预期目标,试验取得成功证明在沙漠公路建设大功率太阳能光伏电站替代柴油机发电具有可行性,具备推广价值,并从中得到以下认识:在正常天气条件下(无连续阴雨3天以上),光伏电站系统完全可以满足每天12h的灌溉时数以及管护人员生活用电需求。
3沙漠公路防护林太阳能光伏发电灌溉效益分析
3.1可靠性
1)柴油机发电:以消耗柴油发电为水泵提供动力,发电不受天气影响,只要燃料配送及时,柴油机维护保养到位,管护人员精心操作设备,具有较高的可靠性。2)太阳能光伏发电:以太阳能资源发电为水泵提供动力,设计阴天连续工作3~4天,极端恶劣阴雨天气连续工作3天,通过长期运行证明发电量、水量供应充足;以苗木成活率为考核标准,结果证明无论是成活率还是长势均达到油田公司验收标准;由于安装配备蓄电池,驻井人员24h生活用电均能得到有效保障,尤其在冬季,还能为驻井人员提供采暖用电,提高生活质量。
3.2能源成本
1)柴油机发电:单井柴油发电机组功率24kW,柴油机每天工作12h,日消耗柴油40~50L,年消耗柴油量12t;柴油价格按8600元/t计算,能源消耗成本为10万元。除此之外,若柴油价格不断上涨,年度费用将持续增加。2)太阳能光伏发电:太阳能光伏发电建站一次性投资,建成后不消耗能源,初期建站投资100万元,蓄电池使用寿命7年,控制柜及逆变器使用寿命8年;以20年为周期计算太阳能光伏电站建设总费用190万元,年费用9.5万元,年费用略低于柴油发电。随着太阳能产品的不断研发和改进,其价格还将有一定下降空间。
3.3节能减排效益
1)柴油机发电:以消耗柴油发电为水泵提供动力,柴油为化石能源产出的二次能源,不可再生,燃烧后CO有毒气体排放系数为1.52g/L,CO2温室气体排放系数为2.73kg/L,对环境有一定影响。2)太阳能光伏发电:太阳能发电系统维护操作简单,电池板使用寿命20年以上,所配备的胶体蓄电池使用寿命7年,且可回收进行分级处理,提取二氧化硅、铅锭、聚丙烯等产品,通过太阳能系统的生产过程实现节约和减排。12口柴油机井年消耗柴油140t,实施太阳能改造后年可减排CO2温室气体435t,有效保护了环境。
3.4社会及品牌效益
太阳能资源取之不尽用之不竭,因地制宜大力发展太阳能、风能等非化石能源是我国能源结构调整的方向。新疆,尤其是南疆地区,全年日照时数达3000h以上,辐射强度大,具备太阳能规模化发展优势。沙漠公路防护林生态工程2008年被国家评为“环境友好工程”,在此基础上实现防护林太阳能光伏发电灌溉,其“环境友好”的丰富内涵将淋漓展现;宏伟壮观的沙漠公路及其绿化灌溉工程一直都能够吸引大量人员参观考察,实现防护林太阳能光伏发电灌溉,已成为提高油田品牌形象、体现油田社会价值的前沿窗口;太阳能光伏发电技术是增强企业自身可持续发展能力的需要,也是节约能源、清洁发展,建设一流国际大油气田的需要,同时为油田公司在其他领域规模化推广应用太阳能资源提供宝贵经验。
4结语
光伏电池回收范文4
1.1简介
建筑屋顶光伏发电系统是指在建筑项目竣工建设完毕后,充分利用其建筑屋顶空置的区域,布置一定规模数量的光伏电池组件、支架及配套系统设备,根据地区经纬度等相关数据计算得出屋顶光伏电池组件的最优化倾斜角,安装系统设备进行太阳能资源采集,使整个系统发电效率最大化,进而转化发电、储能等。此类工程对土地面积需求很小,可有效利用各类建筑物屋顶,不占用专门区域,适合组织开展大批量建设,就地进行发电、用电,不仅能节省电网建设的工程造价,且可实现能耗的最小化,有效满足“绿色”建筑的节能水平要求。
1.2系统组成
整个系统设备与区域中建筑物协调一致,紧密结合,有的甚至直接制作成建筑材料成为建筑物的一部分。屋顶光伏发电系统主要由逆变器、电池组件、支架、连接电缆、监控设备及其它辅助设备组成。其中关键核心部件为逆变器,其作用是将光伏电池组件在光照下产生的直流电(DC)汇集后,通过逆变器的转化将其变为可供普通电气设备使用的交流电(AC)。光伏发电系统逆变器的最大特点就是包括了最大功率点跟踪,在光照强度较大时发出的多余电量经转化成为满足电网公司电能质量要求的交流电注入电网中;在阴雨天光照强度较弱,发电能力不足时,则由电网向建筑屋顶发电(用户)供电。
2项目简介
项目所处的江苏淮安地区年平均日照辐射量4.04kW•h(/m2•d),全年日照辐射总量约1467.4kW•h/m2,即5282.3MJ/m2。前期规划选址过程中,淮安屋顶光伏发电项目规划计算的装机总容量为1.93MW,选取建筑物厂房屋顶面积约44375m2,经现场勘查设计能容纳布置的光伏电池组件占区域面积约21050m2。根据要求整个发电项目的设计不能影响厂区整体建筑物风貌特点和视觉效果。经过项目工程运算及实验测试,发电系统配套支架等设备布置在厂区建筑物的屋顶空置区域,光伏电池组件则选择为固定安装模式,倾斜角度为10°。整个系统共布置电池块8420块,考虑到本项目区域中整体发电量的需要及保证区域协调性,选取的电池组件峰值功率为230W。本项目工程整体由4个0.5MW的子系统组成。每个子系统均选用1台并网逆变器和1台隔离升压变压器,经汇流后接至并网逆变器,光伏直流变为满足电网要求的10kV三相交流输出,汇集到站内10kV配电室后,以一回出线,接入地区电网而并网。
3项目的经济性研究及论证
3.1项目的整体经济性
本项目光伏发电系统的总体成本由初始投资部分和实际运行费用两大部分组成。初投资包括如下主要设备和实施费用:光伏电池组件、控制元件、光伏逆变器、蓄电池组、支架和配电系统(包括安装调试费、电力电缆等费用)、基础施工建设费、工程设计费、系统调试费、试验运行费、电池组件维修清洗费、管理费、员工工资等。江苏淮安屋顶光伏发电项目的工程项目经济性分析及评价如下:按照光伏电池组件及系统其它设备25a的寿命周期,电池组件固定10°的倾斜角度,第一年利用小时数1230h,以后逐年递减9.7h来考虑,然后根据主要设备购置费、建筑工程费、安装工程费等费用进行汇总,进而计算得到本项目的一个总体财务数据评价指标。根据当地部门政策文件的有关规定,本区域屋顶光伏电站的上网电价为2.40元(/kW•h)。按照所签订承包电站运行经营年限25a的协议,测算工程项目整体的财务数据和投资收益水平。经测算,本工程的静态总投资约为4518×104元,建设期间的财务利息成本为24.87×104元,工程的动态总投资为4542.87×104元,计算得出本项目整体投资的财务内部收益率应可超过8%,项目整体的投资效益回收期约10.7a,资本金的财务内部收益率约为11%,资本金净利润率约为17.8%,满足各项指标数据要求,此光伏发电系统将取得一个比较好的经济收益,因而从经济上评价是完全具有可行性的。
3.2项目的环境影响分析
传统的纯火力发电站系统,燃煤过程中会产生大量CO2、SO2、NOx、烟尘及煤灰煤渣等废弃物。现行传统火力发电厂每上网发电1kW•h,标准煤耗费水平大约为305g,约产生814gCO2、6.2gSOx和大约2.1gNOx。传统发电项目对生态环境造成一定影响,而本项目利用可再生太阳能,通过系统转变为可供使用的电能,过程中不直接消耗化石能源,且不产生环境污染物。与传统火力发电站比较,每年CO2减排量可达到1726t,减排SO2约13t,减排NOx约4.5t,是无污染的清洁可再生能源。
3.3项目的社会效应分析
现阶段中国利用建筑屋顶开展光伏发电尚处于初始起步水平,装机规模不大。此类项目除提供能源外,还有许多特殊优势,如降低温室气体和污染物排放、创造就业机会、保障能源安全和促进边远地区发展等,尤其是可在边远地区就地安装,在特殊场合整个光伏系统可直接提供电力输出。适合进行大规模安装推广,在欧洲、美国、日本等已运作得比较成熟。结合中国国情及电网特点,在太阳能资源充足的区域大力建设更多的示范性建筑屋顶光伏项目,提高清洁可再生能源在电源结构中的比例,对中国经济、社会和环境保护具有积极意义。
4结语
光伏电池回收范文5
关键词:垃圾桶;光伏;环保;分类
1引言
实现垃圾的回收利用,将垃圾变成可利用的资源,将生活和生产中的废弃物转变成可以再次造福人类的资源,成为世界各国激烈讨论的话题。我国大部分城市的垃圾排放量以9%~10%的速度增加,且大部分城市的生活垃圾收集仍处于混合收集状态。人们每天将产生的垃圾未经分类直接投放进垃圾桶,环卫部门收集然后焚烧或者掩埋。这样的收集方式简便而且易于操作,对管理和设施的要求很低,所以到现在仍然被大多数的城市采用。但是对于这种垃圾的处理方式其弊端都暴露出来了。不管各种垃圾都混在一起,其中有不可分解垃圾、可回收的垃圾还有厨余垃圾,后续的垃圾处理难度和成本大大提高。
2功能描述
光伏智能分类垃圾桶,能够对投入的垃圾进行识别并完成分类工作。具体功能如下:(1)当有垃圾投放到垃圾桶中,垃圾桶启动,皮带开始运行。(2)垃圾被放进投放口时,会先被电缸抵住,然后一件一件掉落至皮带。(3)掉落的垃圾随传送带运动、传感器检测后,被电缸推入相应的垃圾箱中。(4)一件垃圾分类后对下一件垃圾分类,直到投放口内没有待分类的垃圾,垃圾桶停止工作。(5)当垃圾再次被投放后,垃圾桶再次开始工作。(6)当垃圾桶某个分类箱内装满后,垃圾桶的指示灯会点亮,提醒需要对箱子清理。
3硬件设计
针对现在民用的垃圾分类机器人很少,本课题提出了光伏智能分类垃圾桶。该垃圾桶以太阳能供电装置作为供电电源,省去电缆、布线和更换电池的麻烦。光伏智能分类垃圾桶利用PLC作为中央控制单元,结合传感器检测和电机的控制技术实现对投入的垃圾进行智能自动分类。供电模块:光伏智能分类垃圾桶采用太阳能电池板供电。课题需依据光伏智能垃圾桶的功率,对太阳能电池板、逆变器、控制器和蓄电池进行选型,完成电源系统的设计。传感检测模块:光伏智能分类垃圾桶具有自动分类垃圾的功能,可辨别湿垃圾、金属垃圾、塑料垃圾和其它垃圾,因此要选择合适的传感器进行检测,完成相应的检测电路设计。执行机构模块:光伏智能分类垃圾桶不仅能够辨别垃圾种类,还可将不同的垃圾放入相应的垃圾箱中,执行机构的选择及线路设计显得尤为重要。控制系统总体框图如图1所示。
4软件设计
垃圾桶通电后,各个模块通电,当有垃圾投放后,垃圾桶开始工作,皮带开始转动,对于投放口内的垃圾一件一件进行分类,待垃圾分类完毕后自动对下一件垃圾进行分类,当投放口内没有垃圾时,垃圾桶停止工作,等有垃圾投放了,垃圾桶再恢复工作状态。控制系统软件流程图如图2所示。(1)按下启动按钮,当检测到有物料块时,传送带电机运行,物料块掉落至传送带上,运行至湿度传感器,如果是湿物料块时,湿度传感器给PLC信号,电缸一动作,将物料块推进分类箱一。(2)当检测到有物料块时,传送带电机运行,物料块掉落至传送带上,运行至湿度传感器,如果不是湿物料块时,继续前进,运行至电容传感器,如果是金属物料块时,电缸二动作,将物料块推进分类箱二。(3)当检测到有物料块时,传送带电机运行,物料块掉落至传送带上,运行至湿度传感器,如果不是湿物料块时,继续前进,如果不是金属物料块时,继续前进,运行至颜色传感器,如果是塑料物料块时,电缸三动作,将物料块推进分类箱三。(4)当检测到有物料块时,传送带电机运行,物料块掉落至传送带上,运行至湿度传感器,如果不是湿物料块时,继续前进,如果不是金属物料块时,继续前进,运行至颜色传感器,如果不是塑料物料块时,继续前进,碰到旋转杆,物料块掉进分类箱四。(5)当没有检测到物料块时,传送带停止工作。(6)当某个分类箱内装满后,指示灯会点亮,提醒需要对箱子清理。
5总结
光伏智能分类垃圾桶能有效的解决垃圾分类的问题。智能分类垃圾桶还可以解决环保的问题。国内外众多大型工业垃圾分类机器人相继被研制出来,但民用的很少。本文设计的光伏智能垃圾桶采用太阳能电池板供电,能够实现垃圾自动分类,节能环保,还能减少人力。智能垃圾箱便捷生活,有利于环保,在垃圾分类上有足够优势,对垃圾回收再利上起到很大的帮助,需求量大。信息化的今天,以机械取代人工将成为必然趋势,因此智能分类垃圾桶应用前景广阔。
参考文献:
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光伏电池回收范文6
【关键词】太阳能 硅片 废水回用
目前,在全球能源面临严峻的形势下,太阳能光伏产业逐渐兴起。太阳能是一种环保,绿色,节能的新能源,对其利用,可以充分缓解能源紧张趋势。太阳能作为一种清洁能源,本身并不存在污染,但其在生产过程中会产生许多污染问题,今天,我将围绕太阳能光伏产业对水资源的污染及其治理技术进行阐述。
一、性质分析
光伏产业根据生产产品可细分为单晶硅生产线排水,多晶硅生产线排水,其生产工序中有污水排放的工段主要是:制绒和清洗工段。硅太阳能电池生产中在腐蚀清洗、去磷硅玻璃和石英管清洗等工艺过程中须使用KOH、IPA、铬酸、HF、、等化学药品,相应的产生含IPA浓废液废水和含氟废液废水、含铬废水。硅太阳能电池的主要生产工序如下,清洗:清洗的主要目的是去除硅片上的污物。制绒:硅晶太阳能电池的制绒工艺是加入铬酸或、HF、的强氧化性溶液将切割后硅片上的污物清除,在硅片上形成减反织构。扩散:磷扩散是在硅表层掺入纯杂质原子的过程。刻蚀、去PSG:利用HF溶液对硅片边缘进行腐蚀,去除硅片边缘的PN结。去PSG是对刻蚀后硅片上的磷硅玻璃用氢氟酸等清洗的方法进行清除。等离子化学气相沉积(PECVD):PECVD被使用来在硅片上沉积氮化硅材料。丝网印刷:是通过丝网印刷机将银浆或铝浆等导电材料印刷在硅片上。
二、硅片清洗
这些杂质有的以原子状态或离子状态,有的以薄膜形式或颗粒形式存在于硅片表面。有机污染包括光刻胶、有机溶剂残留物、合成蜡和人接触器件、工具、器皿带来的油脂或纤维。无机污染包括重金属金、铜、铁、铬等,严重影响少数载流子寿命和表面电导;碱金属如钠等,引起严重漏电;颗粒污染包括硅渣、尘埃、细菌、微生物、有机胶体纤维等,会导致各种缺陷。清除污染的方法有物理清洗和化学清洗两种。
物理清洗
刷洗或擦洗:可除去颗粒污染和大多数粘在片子上的薄膜。
高压清洗:是用液体喷射片子表面,喷嘴的压力高达几百个大气压。高压清洗靠喷射作用,片子不易产生划痕和损伤。但高压喷射会产生静电作用,靠调节喷嘴到片子的距离、角度或加入防静电剂加以避免。
超声波清洗:超声波声能传入溶液,靠气蚀作用洗掉片子上的污染。但是,从有图形的片子上除去小于1微米颗粒则比较困难。将频率提高到超高频频段,清洗效果更好。
2、化学清洗
化学清洗是为了除去原子、离子不可见的污染,方法较多,有溶剂萃取、酸洗(硫酸、硝酸、王水、各种混合酸等)和等离子体法等。其中双氧水体系清洗方法效果好,环境污染小。一般方法是将硅片先用成分比为:=5:1或4:1的酸性液清洗。清洗液的强氧化性,将有机物分解而除去;用超纯水冲洗后,再用成分比为::=5:2:1或5:1:1或7:2:1的碱性清洗液清洗,由于的氧化作用和的络合作用,许多金属离子形成稳定的可溶性络合物而溶于水;然后使用成分比为::HCL=7:2:1或5:2:1的酸性清洗液,由于的氧化作用和盐酸的溶解,以及氯离子的络合性,许多金属生成溶于水的络离子,从而达到清洗的目的。
三、硅太阳能电池生产废水回用工艺分析
在硅太阳能电池生产废水中,含IPA的浓碱废液和浓氟废水中污染物的浓度较高,经处理后其中仍含有较高浓度的污染物,将其进入膜系统处理回用会加重膜系统的污染程度,缩短膜元件的使用寿命,直接增加了废水回用的成本,而且会影响膜系统的稳定性,因此建议浓氟和浓碱废水单独达标处理后直接外排,不作为回用原水。回收率是回用水系统设计中一个关键指标。设定时要考虑原水中含有的难溶解性盐的析出极限值(饱和指数)、给水水质的种类和产水水质。通常,单位面积产水量J和回收率R设计的过高,发生膜污染的可能性大大增加,造成产水量下降,清洗膜系统的频率会增多,维护系统正常运行的费用增加。所以,在进行设计系统时,在条件可能的条件下,希望宽余的设计产水通量和回收率。
目前市场上多数膜厂家的建议回收率一般在70%~75%左右比较合适,这样使膜元件在经济状态下使用,可以延长膜的使用寿命。根据统计,光伏行业低污染水如一般酸碱、含氟废水、冷却塔排污水和RO浓水中污染物浓度较低,占总排放量的70%左右。经达标处理后其中污染物浓度已经非常低,适合作为回用水。这种低污染水通过大通量超低压反渗透膜后回收率可定在75%,那废水的总回用率就在75%×70%=52.5%,也就是说,通常废水回用控制在50%左右,在目前的排放标准要求下是比较经济合理的。通常废水回用可以按照如下工艺:废水处理出水回用原水池原水泵多介质过滤器超滤装置增压泵活性炭吸附离子交换保安过滤器高压泵反渗透回用水箱。
四、硅太阳能电池生产废水处理站设计规划要点
1、废水处理站事故应急池往往在设计中会疏忽遗漏,考虑到生产故障和排放的安全性,事故水池和事故回流一定要在设计中考虑。
2、硅太阳能电池生产废水处理站使用化学药品较多,在设计中应该尽量将化学药品区域集中考虑,过于分散不便于化学品的管理,容易造成安全隐患。同时应有设置防止化学品泄漏的围堰和对应措施,如冲洗用的自来水软管,并安装保护人员的冲淋洗眼器。
3、硅太阳能电池生产废水处理后产生的污泥较多,设计中如果条件允许应该尽量考虑自动污泥输送装置,或者将压滤机设置在层楼面的台上,污泥可以自动卸入污泥运输车中,降低操作人员的劳动强度。
4、废水处理站应充分考虑,全面规划。设计应根据资及业主要求实施,尽量考虑到远期工程的需要,预留相应的接口及设备位置。应采用高效节能,节省用地,便于运行的废水处理新工艺、新技术,确保废水处理效果,减少工程投资和日常运行费用,出水水质达到招标要求,并符合国家和当地环保部门相关要求。
五、结束语
硅太阳能电池已经越来越多的运用在社会的各行各业,已经成为绿色新能源的代名词。对电池生产过程中排放的废水污染进行及时恰当的控制,积极承担相应社会责任也进入硅电池产业前的必修课。硅片废水的治理要从源头着手,杜绝水的浪费现象,同时采用节水型工艺和设备,提高水资源的利用率,完善和建立污水处理系统,提高工业用水回收率和重复利用率。最后,我认为光伏产业是一个发展前景远大的产业系统,其不管是在废水处理方面还是其它方面都蕴含着巨大的商机,希望我们能把握好这一机遇,为自身以及环保事业做出我们的贡献。
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