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太阳能发电系统 创造绿色可持续生态发展

2015-12-23 10:58:32

太阳能发电系统 创造绿色可持续生态发展

中国云南石屏县牛达林场成立于1960年,管理着面积约为28.7万公顷的森林资源。每年12月至次年6月是防火期,但由于农民烧地、乱扔烟头、节日祭祀等人为原因,森林每年至少发生多次不同程度的火灾,最多一年发生约二十次火灾。自上世纪90年代后期,该林场管理者先后建立了六个监护站,其中包括一个雷达监控中心,通过使用安全且清洁的太阳能电力为28.7万公顷的森林资源提供可持续的保障。中国光伏组件先驱制造商采用杜邦先进光伏材料保护光伏组件,使组件在长达近二十年的时间里为牛达林场提供可持续的电力保障。

挑战:

此前,该林场先后使用有线电话网络、移动电话等作为通信系统,保障森林的安全。然而,由于林场占地面积巨大,高海拔地区的有线通信系统和移动通讯经常遭遇自然因素破坏,特别是面对经常发生的火灾险情,有线电话不能与现场消防人员联系,移动电话经常出现信号不稳、长时间通话费用过高等诸多运维难题。

在完全没有电力接入能力的高海拔森林地区,如何提供安全、高效、可持续且具有成本效益的电力,为28.7万公顷森林的雷达监控中心站和多个监控子站提供可持续的照明与电力保障成为挑战。

解决方案:

中国云南石屏县牛达林场成立于1960年,占地面积28.7万公顷,海拔1550至1650米,属于自收自支的事业单位。现有在职职工125人。自1960年以来至1990年初期,该林场的主要职责为培育和保护森林资源,依法有序经营林木资源。1990年后,随着中国政府推行退耕还林政策,牛达林场的主要责任变更为保护森林资源,并于2013年开始停止林业伐木工作。面对经营方式的转变,进一步挖掘森林附属资源,保护森林的生态环境对于牛达林场的管理者来说显得尤为重要。

在牛达林场工作近30年的现任党支部书记孙万福说:“每年12月至次年6月是防火期。但即使在防火期内,由于农民烧地、乱扔烟头、节日祭祀等人为原因,森林每年至少发生多次不同程度的火灾,最多一年发生约二十次火灾。由于深山交通不便,没有电力设施、通信设施等接入,给森林管理、森林防护造成极大的挑战。”

上世纪90年代后期,中国光伏组件制造商先驱云南天达光伏科技股份有限公司(云南半导体器件厂)、日地太阳能电力股份有限公司(宁波硅材料厂),为云南石屏县牛达林场提供太阳能发电离网系统。该系统由光伏组件、蓄电池、雷达对讲系统、照明系统等组成。至今,这些系统仍在正常工作,为28.7万公顷森林提供通信保障和基本电力需求,其中维持该系统经过20年还能正常运行、提供电力的关键因素就是基于杜邦™ 特能®(Tedlar®)PVF薄膜的背板,为组件提供长期可靠的保护。

太阳能发电系统 创造绿色可持续生态发展

图:中国云南石屏县牛达林场雷达监控站

2015年6月,中国可再生能源学会光伏专委会、中国科学院电工研究所、太阳光伏发电系统和风力发电系统质量检测中心发起并组织了公益科研活动“寻找中国最美光伏老组件”,工作人员跋山涉水来到云南石屏县牛达林场,对林场防火瞭望站使用了近20年的光伏组件进行了现场检测。云南属于亚湿热气候带,根据年太阳总辐射量区划分布,为很丰富(B)等级太阳辐射类地区。

通过携带的傅立叶红外光谱设备检测发现,这些组件均使用基于杜邦™特能®PVF薄膜的背板,历经近20年风雨洗礼,背板外观依然完好,无任何发黄、开裂或脱层现象。经便携式分光密度计和光泽度仪检测,这些背板空气面的PVF薄膜与新的特能®PVF薄膜相比,颜色黄度b*值变化仅为1.6-1.8,光泽度变化小于1.6,证明其优异的耐候性。随行技术人员还通过户外功率测试仪分析了老组件功率输出情况,20年功率衰减共计约为14.5%,年均功率衰减约为0.7%。

太阳能发电系统 创造绿色可持续生态发展

图:工作人员通过傅立叶红外光谱设备检测发现,这些组件均使用基于杜邦™ 特能® PVF薄膜的背板。

太阳能发电系统 创造绿色可持续生态发展

图:工作人员对单晶老组件进行系统外观检查,其中背板内层外观完好如新。

太阳能发电系统 创造绿色可持续生态发展

图:在户外近20年后,支架已见锈迹斑斑,但基于杜邦™ 特能®PVF薄膜的背板外观无明显变化。经检测,黄度b*值变化仅为1.6-1.8,证明其优异的耐候性。

结果

云南石屏县牛达林场光伏系统的组件通过长期时间和气候的考验仍在发电运行。杜邦™特能®(Tedlar®) PVF 薄膜是唯一经过30年来在各种气候条件下(如沙漠、热带、沿海和高山)等户外实际验证,并仍能为组件提供至关重要的长期保护,保障系统安全,并实现光伏系统的长期效益。

近10年来中国光伏产业快速成长,不仅成为世界第一大组件生产国,更成为全球第一的光伏电站安装国。根据中国政府规划:到2020年中国光伏装机不低于100GW,并有望突破150GW,意味着中国每年装机总量不低于20GW。随着光伏发电作为中国政府和众多国家选择的战略性清洁能源,其可验证的长期可靠性越来越被投资者看重。

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