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  • 摘要:

    增加可再生能源在满足能源需求方面所占的份额有环境、社会和经济方面的压力。然而,这两种主要能源(光伏发电和风力发电)的随机性和不可调度性使它们与电力系统的整合复杂化。run-of-river电厂的运行方式与贮水量被认为有可能顺利从光伏发电,同时也维护水电容量因子和增加保水性,当决策者一个重要方面发电之间做出权衡,例如,灌溉。本文介绍了本文的理论背景,介绍了离散数学仿真和优化模型,并对得到的结果和整个系统的运行情况进行了详细的分析。我们还强调了对水力发电能力的影响,并指出可能需要安装多个水轮机,以确保水力发电的灵活性和水资源的有效利用。优化分析案例研究的结果表明,对于一个观察?平均流量1.3立方米/秒和1050年年度辐照?千瓦时/平方米176千瓦水轮机和蓄水量?1.36兆瓦时的能力足够光滑的发电687千瓦光伏安装,同时还满足对可靠性和性能限制。

    ——文章发布于2018年10月

    来源机构: 国际太阳能协会 | 点击量:248
  • 摘要:

    美国能源情报署(EIA)的最新数据显示,在经历了美国历史上最长的停电后,波多黎各的总电力销售在2018年4月和5月已恢复到飓风前的玛丽亚(Maria)水平。然而,住宅用电量似乎继续落后于历史水平,反映出持续的电力供应中断。

    4级飓风“玛丽亚”于2017年9月20日在波多黎各登陆,两周前,飓风“厄玛”刚刚从该岛北部掠过。这些风暴带来了强风、风暴潮和大洪水。波多黎各电力公司(PREPA)报告说,飓风“玛丽亚”过后,其所有1570万电力客户立即断电。飓风“玛丽亚”摧毁了该地区已经脆弱和过时的输电和配电基础设施的大部分,结果是,在发电厂恢复运营的同时,停电仍在继续。

    2016年波多黎各的电力销售总量为1730万兆瓦。然而,总销售额在2017年下降到1380万万千瓦时,主要是由于飓风厄玛和玛丽亚造成的停机。波多黎各大部分电力基础设施在2017年9月的飓风中遭到破坏,导致10月份总销售额下降到30万兆瓦以下,而10月份是飓风过后的一个月。

    2017年10月,住宅和工业用电量分别降至去年10月平均水平的3%和6%。商业电力销售较上年同期增长33%,因为响应机构将电力销售重点放在了医院和公共集会场所。由于基础设施尚未完全恢复,随后几个月的月销量仍相对较低。

    截至2018年5月,波多黎各有150万电力用户,其中130万是居民用户。这个客户号并不是对使用或恢复电力的客户的测量,而是对波多黎各所有电力客户的统计。截至2018年4月,波多黎各95%的电力用户恢复了电力供应,约62,000名用户仍然没有电力供应。

    波多黎各大部分的发电能力都归PREPA所有,它是岛上唯一的电力分配商。EIA还从SolarCity等第三方业主(TPOs)收集销售和收入数据。环评署在表EIA- 861m上收集这些数据,包括计量发电机和非净计量分布式发电机,发电能力不足1兆瓦。

    ——文章发布于2018年8月6日

    来源机构: 美国能源情报署-新能源 | 点击量:237
  • 摘要:

    在接收器上的定日镜场工程必须小心控制流量分布。它影响系统的性能和运行安全。控制策略将实际测量与系统模型相结合。这项工作提出了一种新的方法来描述一个给定领域一整年的行为。它应用数据建模技术来推广由一个太阳定位仪子集在不同太阳位置投影的通量图。一旦成功,它允许我们分析地估计每一个定日仪将在任何时候在接收器上形成的通量图。结果字段模型对于控制目的很有价值。这也是一种共享字段表示形式的方便方法。该方法已成功地应用于太阳能平台(PSA)的场CESA-I模型。所得到的平均误差在估计参数的方差中提供了很大的降低。因此,该场模型足够可靠,可以预测由其定日仪在任何太阳位置产生的通量图。

    ——文章发布于2018年10月

    来源机构: 国际太阳能协会 | 点击量:218
  • 摘要:

    太平洋西北国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory)的热跟踪软件分析了热视频,以帮助近海风电场附近的鸟类和蝙蝠。在PNNL软件分析的热视频截图中,有三只鸟在离岸飞行。

    图片来源:太平洋西北国家实验室

    同样的技术可以让士兵在黑暗中看到东西,也可以帮助保护近海风力涡轮机附近的鸟类和蝙蝠。

    夜视镜采用热成像技术,捕捉人眼看不到的红外光。现在,美国能源部太平洋西北国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory)的研究人员正在利用热成像技术帮助近海风电场附近的鸟类和蝙蝠。PNNL正在开发一种名为“热跟踪器”的软件,可以自动对鸟类和蝙蝠进行热视频分类。鸟类和蝙蝠在近海水域飞行,但在如此偏远的地方很难追踪到它们。

    "ThermalTracker能够帮助开发商和监管机构就选址和运营海上风电项目做出明智的决定," PNNL工程师Shari Matzner说,他负责ThermalTracker的开发。“我们需要像这样的科学工具来更好地理解离岸风力涡轮机如何与鸟类和蝙蝠共存。”

    该软件可以帮助确定离岸风力项目附近是否有许多鸟类或蝙蝠,以及它们是否会受到该项目的影响。如果是这样,官员们可以考虑调整拟议项目的位置,或修改现有项目的运营。

    非营利生物多样性研究所的生物学家今年夏天正在测试这个系统,以确定与缅因州的野外观察结果相比,这个系统识别鸟类的能力有多强。缅因州是考虑近海风力发电的州之一。

    生物多样性研究所副所长Wing Goodale说:“这是技术开发人员、工程师和野生动物生物学家之间的非凡合作,他们共同致力于尖端技术。”“开发探测陆地和海上风电场中鸟类和蝙蝠躲避行为的技术,将有助于更好地了解任何类型风电场中野生动物风险的本质——或缺乏风险——,并降低操作过程中可能产生意外影响的不确定性。”这些摄像机可以提供一种可靠的方法来检测鸟类和蝙蝠对近海风力项目的反应,在那里,传统的野生动物监测是不可能的。

    海外潜在

    海风比陆地上的风更强,美国能源部估计,如果我们捕捉到从海岸吹来的风中的能量,美国产生的电量可能是现在的两倍。

    美国的海上风力发电正开始起飞。美国首个商用海上风力发电项目正在从罗德岛分离出来,纽约附近的另一个拟议中的项目最近也得到了初步批准。在欧洲,海上风力发电正在进一步发展,近3600台海上风力涡轮机的总发电能力约为1.2万兆瓦。

    的鸟

    美国官员的目标是让美国近海风能对环境负责,包括限制其对美国海岸附近鸟类和蝙蝠的影响。今天,大多数的风力发电厂都是由站在野外记录观测结果的生物学家对鸟类和蝙蝠进行评估。对于近海的风力发电站,科学家们可以乘船,但只能在白天观察,在天气合作的时候观察。遥感技术可以使更长期的鸟类和蝙蝠监测成为可能,而且成本更低,而且劳动强度更大。

    科学家们长期以来一直使用热成像技术来观察蝙蝠,蝙蝠是夜间活动的,在夜间无法通过传统的视频观测到。但是,虽然热感相机在能见度较低时可以看到动物的一般形状,但它们不能提供清晰的图像或颜色,这使得识别动物变得困难。

    PNNL的解决方案涉及到根据鸟类和蝙蝠的飞行行为来识别它们的算法。ThermalTracker软件专门评估了两个特征:鸟或蝙蝠从A点飞到B点的路径形状,以及它们的翅膀上下拍打的频率。该软件评估这些行为的热视频,然后确定观察到的动物是蝙蝠还是海鸥、燕鸥或燕子等鸟科动物。

    ——文章发布于2017年8月11日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:208
  • 摘要:

    四通量辐射传输方法利用实验提取的输入参数描述了光在光散射介质中的传播,计算成本低。该方法可用于太阳能技术中光收获层的优化设计,如采用染料敏化太阳能电池(DSSCs)的多孔TiO2薄膜。这些光传播模拟的结果对输入参数非常敏感,特别是涉及介孔散射中心的系统的模拟结果。这里我们给出了四通量参数来模拟常见的介孔TiO2薄膜结构。这些参数是高度相互依赖的,薄膜中使用的独立散射中心与实验提取的参数之间没有线性关系。结果表明,理论评价的四种磁通参数不能代替实验提取的四种磁通参数用于DSSCs的仿真。

    ——文章发布于2018年10月

    来源机构: 国际太阳能协会 | 点击量:186
  • 摘要:

    多层结构优化Nb(3.7?。%)掺杂二氧化钛(旅游)的层而/ Ag /旅游公司(南)捏造获得光学透过率高、低电阻率可能是一个合适的替代传统的透明导电电极使用的能量转换和光电设备。这些优化原始电影南层被溅射沉积和植入40?keV?N +离子?将从1?×?1014?×1016??离子/平方厘米。通过霍尔测量证实,N+离子注入可以提高NAN薄膜的导电性。原始电影的电阻率是9.6?×?10−5?Ω?厘米,减少5.5?×?10−5?Ω?厘米N +离子注入后离子影响1?×1016??离子/平方厘米。电传输特性进行了研究?80 - 340 K的温度范围内,和电影的结果显示稳定的行为。这种替代掺杂导致了带隙的缩小和电导率的提高。优化南硅/氧化硅多层膜表现出较低的薄层电阻的6.9?Ω/□和高透光率的1∼81%?×?1016?离子/ cm2影响。哈克的品质因数(FOM)18?×?10−3?Ω−1获得最高积分通量(1?×?1016?离子/ cm2)。通过对植入样品的x射线光谱学研究,发现Nb在NTO膜中取代了Ti,出现了Ti3+态。原始南电影的功函数,用ultravoilet光电发射光谱(UPS)被发现4.63?eV,匹配与光伏电池的活性层的功函数。在植入过程中,O离子被N+离子取代。这些结果表明,N+离子注入的NAN薄膜由于其高的透光率、低的电阻率和对进一步层生长的相容性,适合于光伏领域中潜在的透明导电电极(TCE)的应用。

    ——文章发布于2018年10月

    来源机构: 国际太阳能协会 | 点击量:182
  • 摘要:

    光与光子纳米结构之间的相互作用在薄膜太阳能电池(TFSC)的光管理中具有广阔的应用前景。本文介绍了一种周期性纳米结构保形TFSCs的策略。采用一种具有成本效益的自组装方法,制备了不同直径的单分子SiO2球形阵列。采用等离子体刻蚀工艺调整结构参数。显然,远场光捕获特性在光学性能上得到了识别。在沉积后的a-Si:H吸收层中实现了共形结构。通过有限差分时域模拟,确定了光子增强导引共振,在理论和实验上均提高了吸收系数。近场光学性能使500?TFSC应用纳米二氧化硅纳米粒子有前途的选择。为了充分利用光子增强性能的优势,我们制作了一个具有正形纳米结构的a-Si:H太阳能电池作为第一个演示。在整个波长范围内都有增强的吸收。因此,基于排列SiO2纳米球的适形纳米结构的光子增强a- si:H太阳能电池产生了宽带光管理的提升,与参考的平面AZO和纹理AZO相比,整体外部量子效率分别提高了20%和2.7%。这些结果为具有高效宽带光管理的低成本光子增强纳米光电器件的未来发展提供了一个有前景的平台。

    ——文章发布于2018年10月

    来源机构: 国际太阳能协会 | 点击量:183
  • 摘要:

    红外(IR)、正偏压和光照条件下以及电致发光(EL)是最常用的监测光伏组件性能的非破坏性技术。这两种技术的应用既有优点也有缺点,并没有得到广泛的应用。这一目的,我们进行了定量的比较EL和红外图像的单晶光伏模块?20年后户外曝晒和使用。提出的方法依赖于IR和EL图像的频率直方图分析。结果提供了光伏组件状态的本地信息,有助于区分断开的电池互连、湿度腐蚀和高度损坏的太阳能电池手指断裂。该方法对目前用于评估单晶硅光伏组件不同形式损伤的IR和EL成像技术提供了帮助和支持。此外,它可以为EL的未来技术规范草案IEC 60904-13作出贡献。

    ——文章发布于2018年10月

    来源机构: 国际太阳能协会 | 点击量:183
  • 摘要:

    每两个半小时,美国就会出现一台新的风力涡轮机。2016年,风能发电量占美国总发电量的5.6%,是2010年风能发电量的两倍多,但仍远不及其潜力。

    达拉斯德克萨斯大学的一组研究人员开发了一种从风力中提取更多能量的新方法。这种方法有可能大大增加风力发电,从而增加收入。在德克萨斯州高级计算中心(TACC)进行的数值模拟显示,潜在的增长率高达6%到7%。

    根据研究人员的说法,如果全国所有的风力发电厂都能得到1%的改善,其价值相当于1亿美元。因此,这种新方法有可能在全国范围内增加6亿美元的风力发电。

    该团队在2017年12月的风能和2017年12月的可再生能源方面报告了他们的发现。

    在被称为流体动力学的物理学分支中,一种常用的模拟湍流的方法是通过大涡模拟。几年前,斯特凡诺•莱昂纳尔迪(Stefano Leonardi)和他的研究团队创建了一些模型,这些模型能够整合各种长度尺度的物理行为——从100米长的涡轮转子到厘米厚的叶片尖端——并利用超级计算机精确预测风力。

    “我们开发了一个代码来模拟风力涡轮机,考虑之间的干扰后,塔和发动机舱(封面,所有生成的组件在一个风力涡轮机)与涡轮转子后,“Leonardi说,机械工程的副教授和一个作家风能,被选为封面。

    在长度尺度范围之外,另一个挑战是在特定时间为给定区域建模风的变异性。为了解决这个问题,研究小组将他们的代码与美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research)开发的领先的天气预报模型——天气研究与预报模型(wwrf)进行了整合。

    Leonardi说:“我们可以在粗糙的网格上从北美中尺度模型中获得风场,将其作为5个嵌套域的输入,分辨率逐渐提高,并以高保真度再现真实风电场的发电量。”

    计算机的不断增长的能力使得Leonardi和他的团队能够精确地模拟一个风电场的风力场和每台涡轮机的发电能力。他们将模型的结果与德克萨斯州北部一个风力发电厂的数据进行对比,结果发现他们的预测与涡轮机的效率之间有90%的一致性。他们将在2018年扭矩大会(Torque Torque research conference)上公布研究成果。

    将紊流排除在优化控制算法之外

    风不是简单地沿着一个方向平稳地流动。它包含湍流和尾迹,当涡轮机聚集在一起时,这些尾迹会放大,就像风力发电厂一样。

    根据美国能源部的数据,尾流相互作用导致了高达20%的年产量损失。了解湍流对发电的影响对于实时调整涡轮的性能以获得最大的功率是很重要的。

    利用他们的建模能力,他们测试了用于管理风电场动态系统运行的控制算法。这包括一种被称为极值寻优控制的控制算法,这是一种无模型的方法,在只知道系统有限知识的情况下,从动态系统中获得最佳性能。

    Leonardi说:“许多人认为不可能使用这种方法,因为湍流和事实上它提供了涡轮不断变化的情况。”“但是我们做了大量的模拟来找出一种方法来过滤控制方案中的湍流。这是最大的挑战。

    在极值寻优控制下,系统增加和降低了旋转涡轮叶片的转速,同时进行功率测量和梯度计算。这是重复的,直到控制器找到最佳的运行速度。

    “重要的是控制算法不依赖于基于物理的模型,”Leonardi说。“一个真正的风电场有很多不确定性,所以你不可能对所有事情都建模。无论叶片表面是否有腐蚀或结冰,极值寻优控制都能找到最优。尽管系统存在不确定性,但它非常健壮,而且可以正常工作。

    ——文章发布于2018年4月23日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:183
  • 摘要:

    在100kW双流化床气化炉中,用蒸汽作为气化剂对玉米秸秆、辐射松木、稻壳等三种生物量进行了气化研究。研究了产气中初始脱挥发分阶段焦油的形成及其与最终焦油浓度的关系。此外,还考察了每种生物质的产气量和产气量组成。在气化实验,操作温度控制,分别在700°C和800°C。以硅砂为基材,库存量为30kg。为模拟蒸汽气化初始脱挥发分阶段,采用N2作为流化剂。

    从本研究中发现,脱挥发分产物气中的焦油含量与气化后的最终产气中焦油含量呈正相关关系。在脱挥发分阶段,辐射松生物量产生更多的酚类物质,而玉米秸秆产生更多的甲苯。在此基础上提出了焦油生成机理,通过观察辐射松气化产生的产气中含有较多的萘,而玉米秸秆气化产生较多的联苯。实验结果还表明,在气化温度700°C,玉米秸秆的煤气产量最高的稻壳,然后辐射松木材紧随其后。然而,对于气化在800°C,这一趋势逆转,辐射松具有最高的收益率风险外壳和玉米秸秆紧随其后。在700年和700°C,辐射松生物质产生煤气H2、CH4含量较高而从稻壳有较高含量的煤气公司,从玉米秸秆有较高含量的二氧化碳,C2H4,C2H6。这些差异与生物质的化学成分密切相关,本研究也对其进行了分析。辐射松木质素含量较高(31.96wt%),稻壳半纤维素含量较高(25.30wt%),玉米秸秆纤维素含量较高(69.85 wt%)。

    ——文章发布于2018年7月31日

    来源机构: ScienceDirect的《Renewable Energy》 | 点击量:604