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自动化技术在太阳能光伏领域中的应用研究

朱少飞

中核汇能有限公司华东分公司,浙江杭州,310017

摘要: 随着经济社会的进步和发展,可再生能源需求量增加,人们对于太阳能和其他新兴能源的重视程度也提升了。太阳能作为21世纪最潜在的一种可再生能源,因其无限制地储存、普遍性、干净地利用和实际经济而日益受到人们的青睐。但是,这样的新一代能源却面临着研究和开发的困难。为了促进太阳能发电技术在各个领域得到改善和发展,利用电气自动化技术已经是长期研究课题。本文主要研究了太阳能发电技术领域中自动化在太阳能发电中的应用。
关键词: 太阳能;光伏发电;自动化技术;应用;现状分析
DOI:10.12721/ccn.2021.157083
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一、引言

太阳能是一种可再生能源,具有清洁性、无害等优点。在各种各样的领域有着非常宽广的应用空间和开发的可能性。太阳能发电系统可以在无能量损失和大气污染的情况下将太阳能转换成电能。提高太阳能发电的利用效果成为紧急的研究课题。基于此,研究电力产业、输电网连接系统、太阳能发电、水泵系统、直流频率转换控制、无功功率补偿控制等太阳能发电的电气自动化应用。不断提高太阳能发电的利用效果,为中国经济的可持续发展提供重要的能源基础。

二、自动化在太阳能领域中的现状分析

2.1、自动化在我国太阳能领域中的应用现状分析

具体来说,在中国太阳能领域的发展中,机械自动化的程度一般比外国发达国家低。从太阳能领域机械自动化的观点来看,中国没有掌握核心技术,因此废气不能再利用,太阳能资源不能更有效地使用。另外,随着连续开发,利用设备开采规模和太阳能资源的情况越来越大,系统越来越复杂,各设备的构成要素越来越紧密地结合在一起。这时,中国太阳能资源利用中机械自动化和知识水平的要求更高。致力于太阳能资源的开发利用。,将太阳能发电转变为人类未来的发电方式。

2.2、光伏产业中的应用

近年来中国太阳能发电产业的整体能力持续扩大,太阳能发电装置的销售量也急剧上升。中国的太阳能发电产业取得了重要的发展和飞跃,机械装置的差距还是很大的。多晶硅精炼技术设备正在后退。目前,在中国使用的多晶硅精炼结构中,大部分项目使用的硅精炼技术都采用了基本改良的西门子法。国内制造厂的硅精制技术极为不成熟,各种各样的机器的自动化的程度离开了世界水平。设备的低生产效率直接增加了太阳能资源的开发和利用成本。改变这种情况最重要的一个方面是,中国需要不断革新,加强独立的R&D能力,依靠各种内部和外部力量,并掌握多晶硅净化中心技术。中国太阳能发电产业中机械装置的自动化和智能度的提高。由于硅晶片质量高,表面必须在切片后光滑;切片的几何误差必须控制在0.5mm以内,切片上的任意两个圆弧之间的长度的差异必须控制在1mm以内。由于片段技术的持续进步,硅晶片变薄变薄。目前世界上最薄的硅晶圆是180mm。相比之下,中国最薄的200mm硅芯片距离国际水平较远。因此,有必要进一步提高中国硅芯片设备的自动化和精细化。全自动丝网印刷技术与国际先进的太阳能发电产业有很大的差距。目前,中国还没有掌握全自动丝网印刷技术,与国际有很大的差距。因此,现在很多中国制造商不仅要提高中国太阳能发电产业的运营成本,而且还要阻碍产业的发展,还要选择在国外用现金购买丝网印刷装置。太阳能发电系统的成本很大。太阳能发电系统由太阳能发电单元、控制器、逆变器和电池构成。太阳能发电系统的运用关键是整个系统的自动化和信息智能。例如,也有人发明了太阳机械装置,可以自动追踪太阳的变化,以实现太阳能源的完全高效使用。但是,目前中国逆变器、控制器、电池、其他机械部件的技术水平不高,特别是质量管理、工艺流程、测试设备没有达到国际组装线的自动生产水平。一般来说,太阳能发电产业是开发的初期阶段,这个领域的开发前景非常广阔。在这个领域,资源的利用和开发的高成本化是当务之急。强调了削减成本需要通过削减生产能源消耗、节约人力和设备投资的技术和提高自动化水平来实现。

三、电气自动化在太阳能光伏发电领域的应用

3.1、电力行业的应用与控制方式

由于其优异的性能,电气自动化系统被广泛使用。除了住宅建筑、购物中心等生活设施外,它还广泛用于工业生产、环保、医疗、健康等领域。自动化技术可以应用于安全监控、暖气系统、照明系统等系统。可以使用遥控、定时控制、无线控制、计算机控制和其他控制方法。通过计算机和网络控制的组合,这种控制可以实现家电产品的控制,实现性能计算、实时监控、趋势记录、打印报告,帮助操作员消除故障。自动化控制系统的应用需要与系统设计方法的分析相结合。应用于该功能设计的部分是当前电动自动控制系统的实用化。在太阳能发电网格连接领域,太阳能发电和太阳能发电系统、自动化产品广泛使用,最重要的应用产品是监控软件。通常,太阳能发电站和太阳能发电泵系统需要监视太阳能电池板发电系统的运行状态,因此需要灵活的通信模式和专业的监视软件。一般的通信方法包括串行端口、以太网或GPRS/Beidou无线通信。

3.2、在太阳能光伏发电并网系统中的应用

随着太阳能发电系统的智能开发,根据实际需要,独立的太阳能发电、系统连太阳能发电、分散型太阳能发电等发电模式有若干不同。由于高安全性、低安装成本、低资源消耗和短时间建设的优点,网格连接型太阳能发电系统被广泛使用。网格连接型太阳光发电系统是将太阳电池模块产生的直流电流通过输电网连接逆变器转换为满足地方输电网的必要条件的交流,将发电正弦波交流直接与输电网相连。在网格连接发电系统中应用太阳能电气自动化技术可有效避免网格连接发电系统过程中对于太阳能发电系统网格的严重影响,以减轻实际发电工作过程中网格负荷和损失。此外,电气自动化技术还能够有效监视相同周期点两侧电量,能够有效且正确地收集到数据并进行判断。减少了数据在传输的过程中存在的时间误差,增强了数据信息的科学性与精度。

3.3、在水泵等系统中的应用

随着科学技术的不断进步,太阳能发电系统的增加,管理难度增大,很难发现太阳能发电系统的故障,对太阳能发电系统的正常运行产生重大影响。近年来,自动化产品的数量和种类不断增加。在太阳能发电和太阳能发电系统中,电动自动化技术和自动化产品的应用越来越广泛,其中最频繁使用的是自动监控系统。对故障的特定位置进行分析判断,紧急维护以保证光伏发电正常运行。

四、小结

由于我国广大地区,太阳能发电的前景很大。在太阳能发电产业应用电气自动化技术的同时,大大提高了联合能源太阳能发电系统的可靠性,有效地降低人员劳动性。可以实现对太阳能光伏发电与输电全过程监控,减少了电力事故的频繁发生,可以有效地发现并解决时间问题,大大地保证了电源工作的可靠性与稳定。中国80%的电力能源主要来自于火力。由于各种设备的结构与材料不同,在火力发电工作场地运行的过程中对于热回收方式有很大的区别。热能的回收比率并没有完全对应于经济学的理想状况。随着我国社会主义经济的迅猛发展以及气候与环境认知度和人们对自然资源利用的重视程度提升,太阳能、风力发电、水力发电以及清洁能源已成为关注焦点。电气自动化技术在我们的工业生产和日常生活中被广泛地使用,而关乎到企业全身心的工作和人员安全利益的电气自动化应用技术也是我们所熟知。电自动化技术在生产和生活中的应用,使整个社会向更好的方向发展。

参考文献:

[1]方刚剑。太阳能光伏发电技术及其应用探讨[J].智能城市,2019 (11) : 81-82.

[2]王维利。全球太阳能光伏政策研究及其产业发展趋势[叮].化学试剂,2018 (12)∶1152-1156.

[3] 胡云岩,张瑞英,王军。中国太阳能光伏发电的发展现状及前景[J].河北科技大学学报,2014 (01) : 69-72.