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同景新能源练就“光伏农业奇迹”之路
2016-03-07 10:59  · 来源:中国能源报  · 作者:仲新源  · 责编:新能源

  

图为同景新能源集团浙江江山农业光伏项目

中国能源报讯:不久前,由同景新能源集团承建的国家电投江西乐平70MWp光伏电站项目竣工,成为全球单体最大的双轴跟踪地面光伏电站。这也是“同景模式”的一次创新与实践。农历春节年前,同景迎来了一个飞速发展元年,集团与宁夏宝丰集团签署的“700MWp的斜单轴跟踪农业光伏电站”将全部采用同景新能源集团最新一代的斜单轴跟踪系统。项目建成后,将在光伏板下发展立体产业,如种植枸杞、苜蓿等农林类经济作物并发展牧业等。该项目建成后为全球单体最大的跟踪式光伏农业地面电站,将创造又一个行业奇迹。 

  2011年起,同景新能源集团致力于太阳能光伏发电行业,依托专利技术探索出“板上光伏发电、板下农业种植”、“追踪技术+农光互补”的“同景模式”。两年来,“同景模式”迅速推广,建成光伏田超过1万亩。据透露,今年同景新能源集团开建的光伏电站项目有10多个,预计总装机规模将达到3GW,发展光伏农业10万亩以上。“同景模式”将步入大发展时期。

 图为浙江山上面光伏发电,下面种植农业荞麦的农光项目

图为浙江常山上面光伏发电,下面种植农业荞麦的农光30MW项目

  破解40年行业难题 

  提升光转化率和降低度电成本是全球光伏行业发展关键,光转化率与太阳能电池材料性能有关。太阳能行业40年来致力于追踪技术研究,提高发电效率,但一直没能找出经济、可靠的计策。 

  不少研发机构在追踪技术上折戟。是因为他们期望太阳能电池板360度旋转捕光,想一口吃成胖子,就像雷达追踪系统的构造。然而,无死角旋转听着美,成本却不低。首先,电池组件需连接支撑其旋转的装置(或支点),加之光伏板为离地运行,应对极端天气能力差,设备稳定性不强;其次,复杂的装置需耗费更多零部件,成本难以控制,这与其发电效率提高幅度不匹配;第三,驱动光伏板360度旋转需要能源(如耗电)维持,光伏板成了耗能产品,不符合长远打算;最后,设备损耗及使用寿命期限存疑。 

  同景新能源集团相关负责人介绍说,传统太阳能电站跟踪系统普遍存在不可靠、抗风能力差、占地广等缺陷,制约发电量增加及行业推广,我们一开始就以解决这些弊病为导向,实现成本控制。”

图为同景新能源集团上面光伏发电,下面种植农业生姜及光伏跟踪系统

  同景太阳能追踪技术的成功研制,是对古老智慧的创造性延续。“我们用的是笨方法,”同景新能源集团相关负责人说,太阳在天空的活动轨迹永远从东到西,并非360度满天空跑。“太阳运行有规律可循,古人参照太阳轨迹制定历法,我们借鉴了这一智慧。” 

  先由发电板传感器测定自身角度数据,反馈到电脑中枢,再参照太阳角度下达调整发电板角度的指令,作东西向扇形运动,发电板看着像追着太阳跑。而南北向角度,则按季节需要通过人工以简易换挡形式调整光伏板南北向角度,应对季节更替。扇形运动比圆周运动稳定,成本大幅降低,规模化成为可能。 

  据介绍,与传统固定光伏系统相比,同景新能源集团的“太阳能追踪技术”系统成本基本持平,但投影面积只有25%-30%,确保农作物受光更均匀。同时,提高了光电转换效率,年平均利用小时可达1200小时以上(以浙江为例),寿命期平均发电量可提高20-35%。加之发电板下经济形态多元,市场前景广阔。 

  目前,同景通过不断创新开发了一系列独特的斜单轴跟踪系统、平单轴跟踪系统技术,并先后获得新型太阳能倾角单轴跟踪系统改进型单轴光伏跟踪系统光伏双轴联动跟踪系统等专利40余项,同时通过全球查新并提交PCT国际专利申请,与浙江大学岑可法院士建立院士工作站”。 

  引领光伏农业智能化 

  除了跟踪式光伏方阵技术外,“同景模式”的另一技术亮点是自主研发的高宽支架。压定式支架系统架空距地面2米以上,每排立柱间距达8米,确保农作物生长所需光照,并为大型农机作业提供充裕的空间。与传统光伏地面电站相比,能够种植水稻等粮食作物(据相关部门介绍,该跟踪系统电站下水稻平均亩产可达到800斤以上),实现了不需要水泥浇筑、不破坏土地耕作层,不改变农用地性质、不影响机械化规模化耕种。

 

上图为同景新能源农光相结合项目及机械收割水稻场景

  正是依托这些专利技术,“同景模式”切实解决了电站所在地农民就业,提高了土地立体产出,走出了一条“精准扶贫”新路子。 

  浙江省发改委副主任、省能源局局长吴胜丰说,同景农光互补智能光伏电站开发模式,实现了土地资源、太阳能资源、农业资源及资本、人才等生产要素优化组合,更真正实现了“土地增肥、农民增收、企业增效、政府增税、环境增美”的综合社会效益。实际上,同景致力发展光伏农业,将生态脱贫与新能源开发相结合的“同景模式”将在农村地区全面建成小康社会征程中,具备明显优势。 

  随着同景光伏发电迅速发展,同景智能光伏电站“追踪技术+农光互补”的“同景模式”,其内涵或将进一步丰富为“光伏+”。 

  同景新能源集团相关负责人说:“我们根据客户对板下经济发展需求,调整光伏设备性能,包括高度、遮挡密度、转动角度等要素。如宁夏客户想在光伏板下发展枸杞产业,我们就要研究枸杞对光照的需求;有客户想在牦牛养殖场架设光伏板,我们就要了解牦牛的习性;有客户想在内蒙古治沙,我们就得搜集喷灌、滴灌技术资料,研究在板下的分布形式。” 

     “创新为光伏农业注入鲜活内涵,同景‘入乡随俗’的超强适应性,将让永不枯竭的能源走向全世界。”同景新能源集团相关负责人说,通过制定标准等实现光伏电站建设和运维规范管理。参与制定光伏农业国家标准及制定《农光互补型光伏电站太阳跟踪系统》等企业标准,规范管理设计和施工全过程,有效保障农光互补光伏电站的高质建设、性能优良、运行良好。并建立光伏电站运维智能化管理体系,通过智能监控系统、无人机巡检和机器人维护,实现实时跟踪查看光伏电站的发电、运行和管理情况,大幅降低运维成本。未来还将引入互联网技术,建立光伏电站监控运维云平台。
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