不久前,由同景新能源集團(tuán)承建的國家電投江西樂平70MWp光伏電站項(xiàng)目竣工,成為全球單體最大的雙軸跟蹤地面光伏電站。這也是“同景模式”的一次創(chuàng)新與實(shí)踐。農(nóng)歷春節(jié)年前,同景迎來了一個(gè)飛速發(fā)展元年,集團(tuán)與寧夏寶豐集團(tuán)簽署的“700MWp的斜單軸跟蹤農(nóng)業(yè)光伏電站”將全部采用同景新能源集團(tuán)最新一代的斜單軸跟蹤系統(tǒng)。項(xiàng)目建成后,將在光伏板下發(fā)展立體產(chǎn)業(yè),如種植枸杞、苜蓿等農(nóng)林類經(jīng)濟(jì)作物并發(fā)展牧業(yè)等。該項(xiàng)目建成后為全球單體最大的跟蹤式光伏農(nóng)業(yè)地面電站,將創(chuàng)造又一個(gè)行業(yè)奇跡。
2011年起,同景新能源集團(tuán)致力于太陽能光伏發(fā)電行業(yè),依托專利技術(shù)探索出“板上光伏發(fā)電、板下農(nóng)業(yè)種植”、“追蹤技術(shù)+農(nóng)光互補(bǔ)”的“同景模式”。兩年來,“同景模式”迅速推廣,建成光伏田超過1萬畝。據(jù)透露,今年同景新能源集團(tuán)開建的光伏電站項(xiàng)目有10多個(gè),預(yù)計(jì)總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到3GW,發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)10萬畝以上。“同景模式”將步入大發(fā)展時(shí)期。
圖為同景新能源集團(tuán)浙江江山農(nóng)業(yè)光伏項(xiàng)目
圖為浙江江山上面光伏發(fā)電,下面種植農(nóng)業(yè)蕎麥的農(nóng)光項(xiàng)目
圖為浙江常山上面光伏發(fā)電,下面種植農(nóng)業(yè)蕎麥的農(nóng)光30MW項(xiàng)目
破解40年行業(yè)難題提升光轉(zhuǎn)化率和降低度電成本是全球光伏行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵,光轉(zhuǎn)化率與太陽能電池材料性能有關(guān)。太陽能行業(yè)40年來致力于追蹤技術(shù)研究,提高發(fā)電效率,但一直沒能找出經(jīng)濟(jì)、可靠的計(jì)策。
不少研發(fā)機(jī)構(gòu)在追蹤技術(shù)上折戟。是因?yàn)樗麄兤谕柲茈姵匕?60度旋轉(zhuǎn)捕光,想一口吃成胖子,就像雷達(dá)追蹤系統(tǒng)的構(gòu)造。然而,無死角旋轉(zhuǎn)聽著美,成本卻不低。首先,電池組件需連接支撐其旋轉(zhuǎn)的裝置(或支點(diǎn)),加之光伏板為離地運(yùn)行,應(yīng)對極端天氣能力差,設(shè)備穩(wěn)定性不強(qiáng);其次,復(fù)雜的裝置需耗費(fèi)更多零部件,成本難以控制,這與其發(fā)電效率提高幅度不匹配;第三,驅(qū)動(dòng)光伏板360度旋轉(zhuǎn)需要能源(如耗電)維持,光伏板成了耗能產(chǎn)品,不符合長遠(yuǎn)打算;最后,設(shè)備損耗及使用壽命期限存疑。
同景新能源集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說,傳統(tǒng)太陽能電站跟蹤系統(tǒng)普遍存在不可靠、抗風(fēng)能力差、占地廣等缺陷,制約發(fā)電量增加及行業(yè)推廣,“我們一開始就以解決這些弊病為導(dǎo)向,實(shí)現(xiàn)成本控制。”
圖為同景新能源集團(tuán)上面光伏發(fā)電,下面種植農(nóng)業(yè)生姜及光伏跟蹤系統(tǒng)
同景太陽能追蹤技術(shù)的成功研制,是對古老智慧的創(chuàng)造性延續(xù)。“我們用的是笨方法,”同景新能源集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人說,太陽在天空的活動(dòng)軌跡永遠(yuǎn)從東到西,并非360度滿天空跑。“太陽運(yùn)行有規(guī)律可循,古人參照太陽軌跡制定歷法,我們借鑒了這一智慧。”
先由發(fā)電板傳感器測定自身角度數(shù)據(jù),反饋到電腦中樞,再參照太陽角度下達(dá)調(diào)整發(fā)電板角度的指令,作東西向扇形運(yùn)動(dòng),發(fā)電板看著像追著太陽跑。而南北向角度,則按季節(jié)需要通過人工以簡易換擋形式調(diào)整光伏板南北向角度,應(yīng)對季節(jié)更替。扇形運(yùn)動(dòng)比圓周運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,成本大幅降低,規(guī)模化成為可能。
據(jù)介紹,與傳統(tǒng)固定光伏系統(tǒng)相比,同景新能源集團(tuán)的“太陽能追蹤技術(shù)”系統(tǒng)成本基本持平,但投影面積只有25%-30%,確保農(nóng)作物受光更均勻。同時(shí),提高了光電轉(zhuǎn)換效率,年平均利用小時(shí)可達(dá)1200小時(shí)以上(以浙江為例),壽命期平均發(fā)電量可提高20-35%。加之發(fā)電板下經(jīng)濟(jì)形態(tài)多元,市場前景廣闊。
目前,同景通過不斷創(chuàng)新開發(fā)了一系列獨(dú)特的斜單軸跟蹤系統(tǒng)、平單軸跟蹤系統(tǒng)技術(shù),并先后獲得“新型太陽能傾角單軸跟蹤系統(tǒng)”、“改進(jìn)型單軸光伏跟蹤系統(tǒng)”、“光伏雙軸聯(lián)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)”等專利40余項(xiàng),同時(shí)通過全球查新并提交PCT國際專利申請,與浙江大學(xué)岑可法院士建立“院士工作站”。
引領(lǐng)光伏農(nóng)業(yè)智能化
除了跟蹤式光伏方陣技術(shù)外,“同景模式”的另一技術(shù)亮點(diǎn)是自主研發(fā)的高寬支架。壓定式支架系統(tǒng)架空距地面2米以上,每排立柱間距達(dá)8米,確保農(nóng)作物生長所需光照,并為大型農(nóng)機(jī)作業(yè)提供充裕的空間。與傳統(tǒng)光伏地面電站相比,能夠種植水稻等糧食作物(據(jù)相關(guān)部門介紹,該跟蹤系統(tǒng)電站下水稻平均畝產(chǎn)可達(dá)到800斤以上),實(shí)現(xiàn)了不需要水泥澆筑、不破壞土地耕作層,不改變農(nóng)用地性質(zhì)、不影響機(jī)械化規(guī)?;N。
上圖為同景新能源農(nóng)光相結(jié)合項(xiàng)目及機(jī)械收割水稻場景
正是依托這些專利技術(shù),“同景模式”切實(shí)解決了電站所在地農(nóng)民就業(yè),提高了土地立體產(chǎn)出,走出了一條“精準(zhǔn)扶貧”新路子。
浙江省發(fā)改委副主任、省能源局局長吳勝豐說,同景農(nóng)光互補(bǔ)智能光伏電站開發(fā)模式,實(shí)現(xiàn)了土地資源、太陽能資源、農(nóng)業(yè)資源及資本、人才等生產(chǎn)要素優(yōu)化組合,更真正實(shí)現(xiàn)了“土地增肥、農(nóng)民增收、企業(yè)增效、政府增稅、環(huán)境增美”的綜合社會(huì)效益。實(shí)際上,同景致力發(fā)展光伏農(nóng)業(yè),將生態(tài)脫貧與新能源開發(fā)相結(jié)合的“同景模式”將在農(nóng)村地區(qū)全面建成小康社會(huì)征程中,具備明顯優(yōu)勢。
隨著同景光伏發(fā)電迅速發(fā)展,同景智能光伏電站“追蹤技術(shù)+農(nóng)光互補(bǔ)”的“同景模式”,其內(nèi)涵或?qū)⑦M(jìn)一步豐富為“光伏+”。
同景新能源集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人說:“我們根據(jù)客戶對板下經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求,調(diào)整光伏設(shè)備性能,包括高度、遮擋密度、轉(zhuǎn)動(dòng)角度等要素。如寧夏客戶想在光伏板下發(fā)展枸杞產(chǎn)業(yè),我們就要研究枸杞對光照的需求;有客戶想在牦牛養(yǎng)殖場架設(shè)光伏板,我們就要了解牦牛的習(xí)性;有客戶想在內(nèi)蒙古治沙,我們就得搜集噴灌、滴灌技術(shù)資料,研究在板下的分布形式。”
“創(chuàng)新為光伏農(nóng)業(yè)注入鮮活內(nèi)涵,同景‘入鄉(xiāng)隨俗’的超強(qiáng)適應(yīng)性,將讓永不枯竭的能源走向全世界。”同景新能源集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人說,通過制定標(biāo)準(zhǔn)等實(shí)現(xiàn)光伏電站建設(shè)和運(yùn)維規(guī)范管理。參與制定光伏農(nóng)業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)及制定《農(nóng)光互補(bǔ)型光伏電站太陽跟蹤系統(tǒng)》等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范管理設(shè)計(jì)和施工全過程,有效保障農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站的高質(zhì)建設(shè)、性能優(yōu)良、運(yùn)行良好。并建立光伏電站運(yùn)維智能化管理體系,通過智能監(jiān)控系統(tǒng)、無人機(jī)巡檢和機(jī)器人維護(hù),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤查看光伏電站的發(fā)電、運(yùn)行和管理情況,大幅降低運(yùn)維成本。未來還將引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),建立光伏電站監(jiān)控運(yùn)維云平臺。