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项目年度编号
1600600110
中图分类号
TM914.4
成果公布年份
2016
成果简介
随着石油资源的减少，全球油价将随全球经济的复苏而升高；全球越来越多的国家参与减少温室效应、缩减CO<,2>排放的计划，支持可再生能源的使用；随着欧洲经济的回暖，电力需求量将持续增加。在能源危机和工业发展的双重压力下，光伏发电得到了世界各国的高度重视，存在巨大的市场潜力。其中，德国、西班牙、美国政府等都采取了有效激励措施，通过退税、补贴等经济手段推动光伏发电的市场。随着光伏发电技术的不断发展，光伏发电产业的成本不断下降，一旦达到与传统发电成本相当之时，其市场潜力会迅速爆发出来。采用的光伏发电材料主要有单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓和硒铟铜等，用来构建光伏电站阵列的单元都是太阳能电池组件。但现有的太阳能电池组件都是采用层压封装工艺，通过接线盒将产生的电能输出，结构简单，安装方便。在大型的太阳能光伏阵列中，安装的太阳能电池组件数量多达几万至几十万，如果要进行故障检修，需要大量的人力和物力，有时候因为出现异常的太阳能电池组件得不到及时维修，而带来发电效率低下，甚至可能影响整个发电站光伏阵列的安全。该产品具有高度智能、信息管理集中、巡检高效等优点，特别适用于构建大中型太阳能光伏电站，完全符合世界经济发展对可再生能源开发利用的要求。特别是该产品与最新的物联网技术相结合，具有功能新颖、技术领先等优势，据调查，在国内还没有同类产品投放市场，因此具有较强的市场竞争优势。调查研究表明，该产品的市场推广主要在欧美等发达国家和地区。仅2008年一年，西班牙的太阳能光伏电站安装容量为2660兆瓦；意大利也推出了积极的光伏补贴政策，成为全球发展速度最快的光伏市场之一；据有关专家预测，美国的光伏发电市场有50%的增长速度，其中包括正在规划中位于加州的800兆瓦建设项目。与这些已经成长起来的欧美市场相比，还有更多的国家正在积极投入光伏发电市场，例如法国、捷克、比利时、韩国和印度等，存在巨大的国际市场潜力。其次，中国国内市场潜力巨大，中国幅员辽阔，可以利用的太阳能资源丰富，每平米太阳能年辐射总量达3350～8400兆焦，平均为5860兆焦（相当于199kg标准煤），每年中国地表吸收的太阳能，大约相当于2.4万亿吨标准煤的能量，相当于2008年全国能源消耗总量28.5亿吨标准煤的842倍。但是，中国光伏发电系统安装容量不及生产容量的2％。中国也先后出台了相关政策支持太阳能光伏电站的建设，市场不断扩大，年增长达27%，预计到2015年，中国国内光伏累积安装量将达到21GW。按10%应用该产品测算，约有80亿的市场需求，该项目实施市场前景广阔。该项目产品是信息型太阳能电池组件。由该公司设计无线传感器网络节点并嵌入在太阳能电池组件的接线盒位置；从太阳能电池组件的各个单体引出导线，导线与电阻网络连接以便进行电压采样，然后将采样得到的电压值通过多路数据选择器传送给无线传感器网络节点。当电池组件上的某个或某几个电池单体被其它物体（如鸟粪、树叶等）长时间遮挡时，被遮挡的太阳能电池组件此时将会严重发热，这种严重发热会对太阳能电池造成很严重地破坏作用，有光照的电池所产生的部分能量或所有的能量，都可能被遮蔽的电池所消耗，此种情况下，现有的成熟技术是在太阳能电池组件的正负极间旁路一个二极管以泄放太阳能电池组件的输出电流，达到保护太阳能电池组件的目的。该项目中，一方面，嵌入在太阳能电池组件中的无线传感器网络节点会检测出组件中两相邻的电池单体电压，通过检测的电压值来判断太阳能电池组件中各个电池单体的工作状态，若有故障信息则通过汇聚节点、网关节点、基站传送到用户PC中，为用户决策提供依据；另一方面，针对旁路二极管设计了控制电路，该控制电路接收用户PC发出的控制信息，可以实现对旁路二极管的开关控制。
完成单位
湖北永恒太阳能股份有限公司 湖北民族学院
完成人
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