不久前,由同景新能源集團承建的國家電投江西樂平70MWp光伏電站項目竣工,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”的一次創新與實踐。農歷春節年前,同景迎來了一個飛速發展元年,集團與寧夏寶豐集團簽署的“700MWp的斜單軸跟蹤農業光伏電站”將全部采用同景新能源集團最新一代的斜單軸跟蹤系統。項目建成后,將在光伏板下發展立體產業,如種植枸杞、苜蓿等農林類經濟作物并發展牧業等。該項目建成后為全球單體最大的跟蹤式光伏農業地面電站,將創造又一個行業奇跡。
2011年起,同景新能源集團致力于太陽能光伏發電行業,依托專利技術探索出“板上光伏發電、板下農業種植”、“追蹤技術+農光互補”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。據透露,今年同景新能源集團開建的光伏電站項目有10多個,預計總裝機規模將達到3GW,發展光伏農業10萬畝以上。“同景模式”將步入大發展時期。
圖為同景新能源集團浙江江山農業光伏項目
圖為浙江江山上面光伏發電,下面種植農業蕎麥的農光項目
圖為浙江常山上面光伏發電,下面種植農業蕎麥的農光30MW項目
破解40年行業難題提升光轉化率和降低度電成本是全球光伏行業發展關鍵,光轉化率與太陽能電池材料性能有關。太陽能行業40年來致力于追蹤技術研究,提高發電效率,但一直沒能找出經濟、可靠的計策。
不少研發機構在追蹤技術上折戟。是因為他們期望太陽能電池板360度旋轉捕光,想一口吃成胖子,就像雷達追蹤系統的構造。然而,無死角旋轉聽著美,成本卻不低。首先,電池組件需連接支撐其旋轉的裝置(或支點),加之光伏板為離地運行,應對極端天氣能力差,設備穩定性不強;其次,復雜的裝置需耗費更多零部件,成本難以控制,這與其發電效率提高幅度不匹配;第三,驅動光伏板360度旋轉需要能源(如耗電)維持,光伏板成了耗能產品,不符合長遠打算;最后,設備損耗及使用壽命期限存疑。
同景新能源集團相關負責人介紹說,傳統太陽能電站跟蹤系統普遍存在不可靠、抗風能力差、占地廣等缺陷,制約發電量增加及行業推廣,“我們一開始就以解決這些弊病為導向,實現成本控制。”
圖為同景新能源集團上面光伏發電,下面種植農業生姜及光伏跟蹤系統
同景太陽能追蹤技術的成功研制,是對古老智慧的創造性延續。“我們用的是笨方法,”同景新能源集團相關負責人說,太陽在天空的活動軌跡永遠從東到西,并非360度滿天空跑。“太陽運行有規律可循,古人參照太陽軌跡制定歷法,我們借鑒了這一智慧。”
先由發電板傳感器測定自身角度數據,反饋到電腦中樞,再參照太陽角度下達調整發電板角度的指令,作東西向扇形運動,發電板看著像追著太陽跑。而南北向角度,則按季節需要通過人工以簡易換擋形式調整光伏板南北向角度,應對季節更替。扇形運動比圓周運動穩定,成本大幅降低,規模化成為可能。
據介紹,與傳統固定光伏系統相比,同景新能源集團的“太陽能追蹤技術”系統成本基本持平,但投影面積只有25%-30%,確保農作物受光更均勻。同時,提高了光電轉換效率,年平均利用小時可達1200小時以上(以浙江為例),壽命期平均發電量可提高20-35%。加之發電板下經濟形態多元,市場前景廣闊。
目前,同景通過不斷創新開發了一系列獨特的斜單軸跟蹤系統、平單軸跟蹤系統技術,并先后獲得“新型太陽能傾角單軸跟蹤系統”、“改進型單軸光伏跟蹤系統”、“光伏雙軸聯動跟蹤系統”等專利40余項,同時通過全球查新并提交PCT國際專利申請,與浙江大學岑可法院士建立“院士工作站”。
引領光伏農業智能化
除了跟蹤式光伏方陣技術外,“同景模式”的另一技術亮點是自主研發的高寬支架。壓定式支架系統架空距地面2米以上,每排立柱間距達8米,確保農作物生長所需光照,并為大型農機作業提供充裕的空間。與傳統光伏地面電站相比,能夠種植水稻等糧食作物(據相關部門介紹,該跟蹤系統電站下水稻平均畝產可達到800斤以上),實現了不需要水泥澆筑、不破壞土地耕作層,不改變農用地性質、不影響機械化規模化耕種。
上圖為同景新能源農光相結合項目及機械收割水稻場景
正是依托這些專利技術,“同景模式”切實解決了電站所在地農民就業,提高了土地立體產出,走出了一條“精準扶貧”新路子。
浙江省發改委副主任、省能源局局長吳勝豐說,同景農光互補智能光伏電站開發模式,實現了土地資源、太陽能資源、農業資源及資本、人才等生產要素優化組合,更真正實現了“土地增肥、農民增收、企業增效、政府增稅、環境增美”的綜合社會效益。實際上,同景致力發展光伏農業,將生態脫貧與新能源開發相結合的“同景模式”將在農村地區全面建成小康社會征程中,具備明顯優勢。
隨著同景光伏發電迅速發展,同景智能光伏電站“追蹤技術+農光互補”的“同景模式”,其內涵或將進一步豐富為“光伏+”。
同景新能源集團相關負責人說:“我們根據客戶對板下經濟發展需求,調整光伏設備性能,包括高度、遮擋密度、轉動角度等要素。如寧夏客戶想在光伏板下發展枸杞產業,我們就要研究枸杞對光照的需求;有客戶想在牦牛養殖場架設光伏板,我們就要了解牦牛的習性;有客戶想在內蒙古治沙,我們就得搜集噴灌、滴灌技術資料,研究在板下的分布形式。”
“創新為光伏農業注入鮮活內涵,同景‘入鄉隨俗’的超強適應性,將讓永不枯竭的能源走向全世界。”同景新能源集團相關負責人說,通過制定標準等實現光伏電站建設和運維規范管理。參與制定光伏農業國家標準及制定《農光互補型光伏電站太陽跟蹤系統》等企業標準,規范管理設計和施工全過程,有效保障農光互補光伏電站的高質建設、性能優良、運行良好。并建立光伏電站運維智能化管理體系,通過智能監控系統、無人機巡檢和機器人維護,實現實時跟蹤查看光伏電站的發電、運行和管理情況,大幅降低運維成本。未來還將引入互聯網技術,建立光伏電站監控運維云平臺。