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太阳能

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2026年07期

《太阳能》创刊于1980年，月刊，是由中国科协主管，中国可再生能源学会主办，《太阳能》杂志社有限公司出版，国内外公开发行的国家级可再生能源专业科技杂志。内容定位于“广义太阳能”，办刊宗旨为“加强学术交流，推动太阳能科技创新，促进实现太阳能产业化、市场化应用发展”。

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行业观察 | 负电价常态化下的电解水制氢经济性评估

行业观察 | 负电价常态化下的电解水制氢经济性评估

摘要: 随着中国电力现货市场的全面铺开及新能源接入电网占比的激增, 山东省、浙江省、四川省等省份频繁出现负电价现象, 标志着电力系统供需关系发生了根本性逆转。针对负电价常态化下的电解水制氢的经济性, 首先对负电价与电解水制氢耦合的理论逻辑进行了介绍, 然后构建了氢气的平准化成本 (LCOH) 模型, 并结合山东省某电解水制氢项目进行了经济性实证分析; 最后对电解水制氢产业面临的挑战进行了分析, 并给出了发展建议。分析结果表明: 1) 相较于电解水制氢系统连续运行的策略, 当采用低电价运行且重点捕捉负电价策略时, 项目的年总购电成本与 LCOH 显著下降, 且内部收益率跃升至 24.9%, 静态投资回收期仅为 4 年。2) 电解水制氢产业主要在设备启停损伤严重与低负荷时制氢效率下降, 拥挤效应加深与负电价预测难度加大, 以及产用不匹配与外输不畅限制消纳潜力这 3 个方面面临挑战。3) 可从破解设备使用寿命与宽负荷运行之间的矛盾, 构建 “电 - 氢 - 储 - 化” 多能互补系统, 完善市场规则与碳资产价值核算这 3 个方面促进电解水制氢产业的发展。
行业观察 | 基于分时电价与限电率的光伏阵列方位角优化分析

行业观察 | 基于分时电价与限电率的光伏阵列方位角优化分析

摘要: 随着《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》(发改价格[2025]136号)的出台, 将光伏发电上网电价从以往的单一固定电价转变为分时差异电价, 这一转变对光伏阵列设计思路产生了深刻影响。以山西省某平地光伏发电项目中的某个光伏方阵为例, 首先对项目概况与太阳辐照量数据的选择进行了分析, 然后基于山西省光伏发电分时电价, 在考虑光伏发电限电率后, 针对光伏阵列方位角调整对光伏方阵发电收益的影响进行了研究。分析结果表明: 1) 当光伏阵列方位角在 0^°～60^° 范围内时, 在 15:00～18:00 期间, 随着光伏阵列方位角的增大, 光伏方阵输出功率随之增大, 且该时段内分时电价也逐步提高, 说明光伏方阵输出功率曲线与分时电价曲线呈正相关; 当光伏阵列方位角在 -60^°～0^° 范围内时, 在 07:00～10:00 期间, 随着光伏阵列方位角的增大, 光伏方阵输出功率随之增大, 且该时段内分时电价也逐步提高, 说明光伏方阵输出功率曲线与分时电价曲线呈正相关。2) 考虑分时电价、限电率后, 当光伏阵列方位角在 0^°～60^° 范围内变化时, 光伏阵列方位角越大, 发电收益越高; 而当光伏阵列方位角在 -50^°～-10^° 范围内变化时, 光伏阵列方位角越大, 发电收益越低。3) 光伏发电项目开发需从单纯追求发电量最大转向追求发电量价值最大, 即更注重电价的时段匹配性与整体收益优化; 在项目设计阶段需进行充分的光伏阵列方位角比选工作, 保证项目收益最大化。
学术研究 | PV/T 耦合热泵供热系统的性能模拟与优化研究

学术研究 | PV/T 耦合热泵供热系统的性能模拟与优化研究

摘要: 在 “双碳” 目标背景下, 将光伏 / 太阳能热利用 (PV/T) 技术与热泵有机结合, 是实现节能减排的有效路径。首先以拟应用于昆明地区的 PV/T 耦合热泵供热系统为研究对象, 通过建立 TRNSYS 仿真模型对该系统在最冷月的运行特性进行了分析; 然后基于正交试验原理, 针对 PV/T 组件采光面积和蓄热水箱容积 2 个因素, 以系统自满足率、综合能效比及生命周期费用年值为评价指标, 对供热系统进行优化。研究结果表明: 1) PV/T 耦合热泵供热系统在最冷月的运行效果良好, 恒温水箱水温在 48.27~44.07 ℃ 之间变化, 温度波动较小, 能够稳定满足供热需求。2) 基于正交试验的仿真结果表明, PV/T 组件采光面积对评价指标的影响比蓄热水箱容积大。综合考虑运行性能与经济性, 以 PV/T 组件采光面积为 6.5 m2, 蓄热水箱容积为 250 L 作为最优方案。3) 优化后的 PV/T 耦合热泵供热系统的总能耗和全生命周期费用年值均降低, 较优化前分别下降了 2.96% 和 2.05%; 而系统自满足率、综合能效比和二氧化碳减排量均增加, 较优化前分别增加了 13.84%、9.02% 和 4.87%, 这表明优化方案在提升系统性能的同时, 也改善了经济与环境效益。4) 若将本 PV/T 耦合热泵供热系统 20 年的发电量折合成标准煤, 则其全生命周期净消耗的标准煤量为 1.55 t, 远低于其他几种供热设备的标准煤消耗量。
学术研究 | 功能化 g-C3N4 材料对钙钛矿太阳电池光伏性能的影响综述

学术研究 | 功能化 g-C3N4 材料对钙钛矿太阳电池光伏性能的影响综述

摘要: 钙钛矿太阳电池因具有光电转换效率高、制备工艺简单、成本低的优势而备受关注, 但提高其稳定性和降低成本仍面临许多挑战。添加剂工程通过延迟成核和抑制钙钛矿太阳电池中的非辐射复合来调节结晶速率, 减少阳离子 / 阴离子空位和 Pb 相关缺陷。在众多添加剂中, 石墨氮化碳 (g-C₃N₄) 具有多孔结构、大比表面积、较高可设计性、可调节电导率和增强光吸收等优异性能, 在众多材料中脱颖而出, 在钙钛矿太阳电池中发挥重要作用。首先系统论述了钙钛矿材料的结构与性质、平面异质结钙钛矿太阳电池的工作原理, 并从电子传输层、钙钛矿活性层、界面特性 3 个方面对影响钙钛矿太阳电池性能的关键因素进行了分析; 然后介绍了 g-C₃N₄ 自身结构和光电特性, 并从电子传输层、吸光层、钙钛矿界面 3 个应用方向, 重点对功能化 g-C₃N₄ 材料在钙钛矿太阳电池中的应用进展和取得的突破进行了阐述。研究结果表明: 在钙钛矿太阳电池领域, 有机分子凭借其多样且可控的配位能力, 已被证明是一种极具应用价值的缺陷钝化添加剂, 功能化 g-C₃N₄ 材料便是此类有机分子的典型代表。
学术研究 | 基于燃煤发电灵活调峰的改进型光火储互补发电系统优化分析

学术研究 | 基于燃煤发电灵活调峰的改进型光火储互补发电系统优化分析

摘要: 为实现中国现阶段能源结构升级的需求, 燃煤机组亟需灵活性改造, 与可再生能源和储能耦合可有效增加火电灵活性, 同时提高能源利用效率, 实现 CO₂ 减排。基于此, 提出了一种改进型光火储互补发电系统, 由储热模块、燃煤发电模块、集热模块 3 大模块组成。首先介绍了该互补发电系统的工艺流程, 并基于 600MW 燃煤机组的参数建立各模块的仿真模型; 然后采用遗传算法 (GA) 对反向传播 (BP) 神经网络模型进行优化, 生成了 GA-BP 神经网络发电功率预测模型, 以提升发电功率预测结果的准确性与可靠性, 并提升能量利用效率; 最后以降低燃煤消耗量和运行成本为优化目标, 基于第 2 代非支配排序遗传算法 (NSGA-II) 建立了该互补发电系统的单日储放热调节过程优化模型, 并对其进行优化分析。研究结果表明: 与纯燃煤机组相比,改进型光火储互补发电系统以单日储放热调节最佳运行方案运行时, 其单日运行成本减少了 56.04 万元, 降幅为 19% ; 燃煤机组的发电功率峰谷差的最大值降低了 107MW, 降幅为 26.28% ; 燃煤机组的单日燃煤消耗量减少了 26.24t, 单日 CO₂ 排放量可减少约 72.68t, 全年可减少约 , 全年可节约碳捕集成本约 680 万元。改进型光火储互补发电系统的经济性、节煤量、调峰灵活性均得到了改善, 可助力火电由电网供应电源向调节电源的过渡转型。
技术应用 | CdTe 发电玻璃在新能源清扫车上的应用技术研究

技术应用 | CdTe 发电玻璃在新能源清扫车上的应用技术研究

摘要：以新能源清扫车为载体，基于碲化镉(CdTe)发电玻璃的光伏特性与车载能源系统适配性，探索CdTe发电玻璃在移动场景下的技术集成与经济效益。首先阐述了移动式光伏发电的城市场景实践情况；然后对CdTe发电玻璃的技术特性及其与新能源清扫车的适配性进行了探索；最后以最大总质量为18t的新能源清扫车为例，以成都市的太阳能资源为基础，对车载CdTe发电玻璃集成方案及其经济性进行了分析。研究结果表明：车载CdTe发电玻璃集成方案的成本中，CdTe发电玻璃的成本占45%，这意味着其价格决定了整个方案的直接经济效益。通过在新能源清扫车车身集成CdTe发电玻璃，提升了车辆的能源自给率和续航能力，并减少了充电频次，降低了车辆的运营成本，还可以实现车辆日间作业的能源自给。另外，车载CdTe发电玻璃集成方案的初期改造成本可控，车辆长期运营的发电收益较为可观，碳减排效益也拓展了其收益空间。该方案兼顾了环保与经济效益，为城市智慧环卫体系提供了可持续解决方案。
技术应用 | 山区复杂条件下光伏变电站挡土墙的设计与工程应用研究

技术应用 | 山区复杂条件下光伏变电站挡土墙的设计与工程应用研究

摘要: 针对山区复杂条件下光伏变电站建设中挡土墙修筑时面临的高填方、浅水位、地质条件差等技术难题,以浙江省金华市某 130 MW 山地光伏电站配套的 110 kV 光伏变电站作为工程案例, 系统开展了挡土墙设计与工程应用的研究。首先介绍了项目概况与设计边界条件; 然后针对项目所在地的复杂条件, 利用理正岩土挡土墙设计软件建立挡土墙模型, 基于抗浮与非抗浮设计工况, 对比分析了俯斜式、衡重式、悬臂式及扶壁式 4 种挡土墙的力学性能与经济性, 从而确定了该项目最优的挡土墙方案, 并开展了不同地下水位工况下挡土墙的稳定性验算; 最后基于本项目的实际施工经验, 提出了包含地基处理、排水设计等在内的挡土墙全流程设计及工程措施要点。研究结果表明: 1) 在低洼地区建设挡土墙, 应重视地下水及洪水位对挡土墙的影响。2) 在地基承载力较弱与浸水环境下, 悬臂式挡土墙具有较大的经济优势。地下水位对悬臂式挡土墙的稳定性存在影响, 其抗倾覆安全系数随地下水位的下降呈非线性增长, 抗滑移安全系数在地下水位为 -2.5 m 时出现极值,抗滑移安全系数的最不利水位需通过多工况试算来确定。3) 在设计时需重点关注排水系统有效性、回填土参数控制及抗浮验算等, 建议将抗浮验算纳入山区挡土墙的常规设计流程。研究结果可为同类挡土墙工程提供可复制的设计范式, 对复杂山地条件下基础设施的建设具有重要参考价值。
技术应用 | 大型蓄热水池分层技术的研究与应用

技术应用 | 大型蓄热水池分层技术的研究与应用

摘要: 目前国内对于大型蓄热水池施工建造的项目较少, 对于蓄热水池水体分层效果的研究更少。基于已建成的采用蓄热水池作为储热设备的某太阳能热利用集中供暖项目, 首先对该项目采用的供暖系统的构成与运行原理进行了介绍; 然后针对该系统的运行数据进行了分析, 以判断蓄热水池内水体的分层效果; 最后对蓄热水池蓄热过程中的水温分层情况进行了仿真模拟, 并从 2 个方面对布水器提出了优化建议。研究结果表明: 1) 通过对本蓄热水池进行为期 11 天的水体温度测试发现, 本蓄热水池采用的圆盘形布水器能实现蓄热水池水体上下分层的要求。2) 可从增多布水器出口孔的数量或增大出口孔的截面积 2 个方面进行布水器优化, 降低蓄热水池蓄热阶段的水体流速, 减少入口处的水体扰动, 从而降低混合数的值; 应选择精密度适宜的布水器,做到经济实用, 尤其是对于大型蓄热水池而言, 应选择性价比良好的布水器, 比如, 圆盘形布水器。
技术应用 | 复杂地形条件下光伏支架基础设计与施工技术的研究

技术应用 | 复杂地形条件下光伏支架基础设计与施工技术的研究

摘要：复杂地形条件下光伏支架基础的设计与施工技术面临诸多挑战，传统的光伏支架基础设计在此类地形中适应性较差，施工难度大且成本高，会影响光伏电站的安全性与经济性。以位于复杂地形区域的某集中式光伏发电项目为工程背景，首先介绍了项目概况；其次从设计原则、设计依据、光伏支架基础的选择及其连接方式3个方面对光伏支架基础设计进行了分析，并提出了创新的可调式基础连接方式；然后从钻孔灌注桩施工、钢筋笼制作与安装、下立柱的预埋安装技术、复杂地形处理4个方面对光伏支架基础施工技术进行了研究；最后对研究成果与实际应用效果进行了分析。研究结果表明：1)可调式基础连接方式实现了光伏支架上立柱外露高度的精确调节，提升了光伏支架对复杂地形的适应能力，提高了光伏支架的安装效率及安装精度，可使施工周期缩短20%，单位兆瓦提前发电收益为8万元。2)针对钻孔灌注桩施工建立了完整的施工质量控制体系，制定了防塌孔专项防护措施，使塌孔率降至1%以下，基础施工合格率达到99.5%，确保了施工的安全性和工程质量。研究结果为类似复杂地形条件下光伏发电项目的建设提供了重要的技术支撑与实践参考。
技术应用 | 复杂山地地形下顺坡柔性光伏支架的排布方法研究

技术应用 | 复杂山地地形下顺坡柔性光伏支架的排布方法研究

摘要：山地光伏发电项目因土地成本低、土地利用率高而受到重视。虽然山地光伏发电项目已有成熟的顺坡柔性光伏支架排布方案，但在实际的工程应用中其排布设计难度大，常规2D排布方法无法满足复杂地形的需求。针对复杂山地地形下顺坡柔性光伏支架的排布设计问题，提出了一套适用于复杂山地地形的顺坡柔性光伏支架排布方法。首先从理论角度对顺坡柔性光伏支架排布流程、建模基本原理及平面排布规则进行了介绍，然后对顺坡柔性光伏支架排布方式的工程应用设计进行了阐述，最后对光伏组件阴影遮挡检查方式进行了分析，并对光伏支架排布效果进行了验证。研究结果表明：1)在对3D柔性光伏支架建模时，将地形的3D空间准确地考虑到了排布设计中，可优化3D柔性光伏支架顺坡排布时的排布图，确保光伏支架的施工图与实际安装位置一致，提高施工效率和光伏电站性能；2)通过在3D柔性光伏支架剖面图中进行立柱高度优化，可在确保光伏支架结构设计安全可靠的前提下大幅缩短设计时间，节省人工成本。研究结果可为山地光伏电站的高效建设和运营提供技术支持。

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目录

行业观察 | 负电价常态化下的电解水制氢经济性评估

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行业观察 | 基于分时电价与限电率的光伏阵列方位角优化分析

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学术研究 | PV/T 耦合热泵供热系统的性能模拟与优化研究

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学术研究 | 功能化 g-C3N4 材料对钙钛矿太阳电池光伏性能的影响综述

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学术研究 | 基于燃煤发电灵活调峰的改进型光火储互补发电系统优化分析

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技术应用 | CdTe 发电玻璃在新能源清扫车上的应用技术研究

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技术应用 | 山区复杂条件下光伏变电站挡土墙的设计与工程应用研究

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技术应用 | 大型蓄热水池分层技术的研究与应用

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技术应用 | 复杂地形条件下光伏支架基础设计与施工技术的研究

技术应用 | 复杂地形条件下光伏支架基础设计与施工技术的研究

技术应用 | 复杂山地地形下顺坡柔性光伏支架的排布方法研究

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