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半透明有機(jī)光伏電池具有柔性、質(zhì)輕、無(wú)毒、顏色與透明度可調(diào)、 可采用大面積印刷制備、在全方位入射角且弱光環(huán)境下仍保持高 效率等特性，在便攜式可穿戴電子器件、可充電軍用帳篷、汽車及建筑玻璃等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。華南理工大學(xué)發(fā)光材料 與器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)了基于酰亞胺功能化苯并三氮唑、 萘二并噻二唑單元的聚合物半導(dǎo)體材料體系，在實(shí)驗(yàn)室小面積有機(jī)光伏器件的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到18%，在世界范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了驗(yàn)證效率超過(guò)12%的 1 平方厘米面積的聚合物太陽(yáng)電池。大面積模組器件效率也超過(guò)了 12%，多次刷新國(guó)際權(quán)威第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證的同類器件的最高效率，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。 

在雙碳政策的背景下，近年來(lái)光伏裝機(jī)量不斷攀升，但太陽(yáng)能資源自身波動(dòng)性及隨機(jī)性特點(diǎn)使其發(fā)電過(guò)程中的驟升或驟降現(xiàn)象對(duì)電力系統(tǒng)的合理調(diào)控和有效調(diào)度帶來(lái)困難，容易造成棄光現(xiàn)象的發(fā)生。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)光伏發(fā)電功率可以使電力調(diào)度部門及時(shí)調(diào)整調(diào)度計(jì)劃，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，促進(jìn)新能源消納。預(yù)測(cè)的結(jié)果精度與其時(shí)間尺度具有強(qiáng)相關(guān)性，因而對(duì)于光伏場(chǎng)站而言，分鐘級(jí)的出力預(yù)報(bào)信息具有較高的參考價(jià)值。 光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)是基于光伏電力不穩(wěn)定性特征和電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡要求矛盾而產(chǎn)生的一種需求。超短期內(nèi)光伏輸出功率爬坡主要由云團(tuán)對(duì)太陽(yáng)輻射無(wú)規(guī)律的遮擋造成，該遮擋過(guò)程難以量化，對(duì)超短期內(nèi)光伏輸出爬坡預(yù)測(cè)造成了很大的困難。 為量化云團(tuán)對(duì)太陽(yáng)輻射的遮擋過(guò)程，本課題利用天空成像儀獲取云團(tuán)參數(shù)（云高，云速，云團(tuán)形狀），云高方面：基于雙目視覺(jué)原理，采用兩臺(tái)全天空成像儀捕捉天空?qǐng)D片，根據(jù)雙目攝像機(jī)視差及其幾何關(guān)系反向推算得出云團(tuán)高度；云速方面，結(jié)合單攝像機(jī)拍攝的連續(xù)天空?qǐng)D像計(jì)算得到云團(tuán)的運(yùn)動(dòng)速度矢量；云團(tuán)形狀方面：利用圖像畸變矯正技術(shù)，結(jié)合云高信息，可獲取云團(tuán)形狀信息。根據(jù)上述云團(tuán)物理信息，默認(rèn)云團(tuán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)短期內(nèi)保持恒定，對(duì)未來(lái)15分鐘內(nèi)云團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行刻畫(huà)，再通過(guò)天文算法計(jì)算得到的太陽(yáng)方位，推算得出當(dāng)前云團(tuán)狀況下未來(lái)15分鐘地面陰影的變化情況，以此判斷光伏板的遮擋情況。后根據(jù)云團(tuán)厚度情況判斷其對(duì)太陽(yáng)光的遮擋率大小，以其為依據(jù)對(duì)理論計(jì)算出的太陽(yáng)輻照數(shù)據(jù)進(jìn)行削減修正，由此完成未來(lái)15分鐘內(nèi)的分鐘級(jí)超短期光伏功率變化預(yù)測(cè)。 本方法相比于基于衛(wèi)星云圖的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，觀測(cè)設(shè)備僅需兩臺(tái)全天空成像儀，安裝更為靈活且兼具更優(yōu)的性價(jià)比；設(shè)備還具備更高的時(shí)空分辨率，因而可以實(shí)現(xiàn)云團(tuán)的精細(xì)觀測(cè)，從而可完成更高精度的預(yù)測(cè)任務(wù)，預(yù)測(cè)結(jié)果具備更高的準(zhǔn)確性。 創(chuàng)新點(diǎn) 1、開(kāi)發(fā)出一種基于雙目視覺(jué)原理及圖像處理技術(shù)的云團(tuán)多尺度信息獲取方法。 2、開(kāi)發(fā)出一種基于云團(tuán)透射率和地面陰影軌跡預(yù)測(cè)的光伏場(chǎng)站出力分鐘級(jí)預(yù)測(cè)方法。 市場(chǎng)前景 隨著全球加快應(yīng)對(duì)氣候變化，光伏市場(chǎng)需求持續(xù)增加，數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)光伏行業(yè)在2021年繼續(xù)高歌猛進(jìn)，光伏新增裝機(jī)創(chuàng)歷史新高，達(dá)到54.88GW。未來(lái)十幾年，中國(guó)太陽(yáng)能裝機(jī)容量的復(fù)合增長(zhǎng)率將高達(dá)25%以上。根據(jù)光伏發(fā)電行業(yè)國(guó)家政策規(guī)劃，未來(lái)將著力推進(jìn)光伏基地化開(kāi)發(fā)、分布式化開(kāi)發(fā)以及綜合水風(fēng)光的綜合基地開(kāi)發(fā)。 無(wú)論是以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地開(kāi)發(fā)，還是整縣屋頂分布式光伏試點(diǎn)的組織開(kāi)展，或是綜合多種發(fā)電手段的新能源大規(guī)模發(fā)展，都需要準(zhǔn)確的光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)為電網(wǎng)調(diào)度提供參考與保護(hù)。預(yù)測(cè)精度直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，更會(huì)影響所有市場(chǎng)參與者的經(jīng)濟(jì)收益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，我國(guó)發(fā)電功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)的規(guī)模為6.34億元，預(yù)計(jì)2019年至2024年市場(chǎng)年均復(fù)合增速為16.2%，預(yù)計(jì)2024年光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)市場(chǎng)規(guī)模將增加至6.51億元。從中可以看出，光伏出力預(yù)測(cè)具備廣闊的市場(chǎng)前景。 本成果可實(shí)現(xiàn)霧霾、多云等極端天氣下的分鐘級(jí)光伏出力預(yù)報(bào)，滿足對(duì)電網(wǎng)調(diào)度及運(yùn)營(yíng)管理的需求同時(shí)兼具精度與成本優(yōu)勢(shì)。未來(lái)，隨著新能源信息化應(yīng)用環(huán)節(jié)的增加以及應(yīng)用對(duì)象的轉(zhuǎn)變，類似光伏功率預(yù)測(cè)等信息化服務(wù)將成為主要需求，光伏出力預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，滲透率也將繼續(xù)加深。 應(yīng)用案例 本成果已應(yīng)用于中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司聯(lián)合華北電力大學(xué)和北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司研發(fā)的面向大規(guī)模并網(wǎng)友好型風(fēng)光儲(chǔ)場(chǎng)站群智慧運(yùn)維系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托于三峽集團(tuán)烏蘭察布新一代電網(wǎng)友好綠色電站示范項(xiàng)目（項(xiàng)目總裝機(jī)：風(fēng)電170萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電30萬(wàn)千瓦、配套建設(shè)55萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)），在電站現(xiàn)場(chǎng)部署了兩臺(tái)天空成像儀，并配備了集實(shí)時(shí)3d天空云團(tuán)、電站精細(xì)模型、氣象站數(shù)據(jù)、電站實(shí)時(shí)發(fā)電功率、超短期功率預(yù)測(cè)等于一體的數(shù)字孿生3d可視化系統(tǒng)，極大提高了電站智慧運(yùn)維的便捷性。

1. 痛點(diǎn)問(wèn)題 光伏太陽(yáng)能發(fā)電是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要途徑。目前主流的光伏發(fā)電技術(shù)采用的是晶硅太陽(yáng)能電池，但是它仍然存在著多種問(wèn)題。主要包括效率還有待進(jìn)一步提高；光電轉(zhuǎn)換效率受光照強(qiáng)度影響大（光照較弱的時(shí)候幾乎不發(fā)電）；有傾斜角要求不適合用于立面；不便用于需要透光的場(chǎng)合如窗戶等。 2. 解決方案 鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是新一代光伏發(fā)電技術(shù)的典型代表。鈣鈦礦是一類帶隙可調(diào)的材料，因而可以用來(lái)制備效率更高的疊層太陽(yáng)能電池。作為直接帶隙材料，鈣鈦礦光吸收系數(shù)高，光電轉(zhuǎn)換效率不受光照強(qiáng)度影響，而且可以利用散射光發(fā)電，因此鈣鈦礦太陽(yáng)能電池安裝沒(méi)有傾斜角要求。此外，還可以制備半透明的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。基于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的這些特點(diǎn)，可以開(kāi)發(fā)多種形式的太陽(yáng)能電池新應(yīng)用場(chǎng)景。本實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了真空蒸發(fā)制備高效率鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的新工藝，并且通過(guò)多種方法大幅度提高了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定性，結(jié)合鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)可開(kāi)發(fā)多種應(yīng)用場(chǎng)景的太陽(yáng)能光伏電池產(chǎn)品。 合作需求 可行的需求包括： 1、中試驗(yàn)證和連續(xù)化生產(chǎn)線需要場(chǎng)地約800平方米，購(gòu)置相關(guān)的設(shè)備需要資金約2000萬(wàn)元。 2、從事光伏發(fā)電和清潔能源相關(guān)的企業(yè)，可開(kāi)展合作技術(shù)開(kāi)發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

該成果可更細(xì)致的反應(yīng)光伏組件戶外輸出性能，所研制的光伏組件戶外特性測(cè)試平臺(tái)，使光伏組件長(zhǎng)期工作于戶外環(huán)境下，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其輸出特性，并積累測(cè)量數(shù)據(jù)，以評(píng)估組件長(zhǎng)期工作于戶外環(huán)境下的輸出性能，便于電站設(shè)計(jì)人員針對(duì)具體環(huán)境，選用更合理的光伏組件建設(shè)光伏系統(tǒng)。也為組件生產(chǎn)商和科研實(shí)驗(yàn)工作提供了更好的保障與技術(shù)支持。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能光譜選擇性吸波元件及太陽(yáng)能熱光伏系統(tǒng)，包括金屬基底、低折射率介質(zhì)第一薄膜、高折射率半導(dǎo)體納米方塊陣列、低折射率介質(zhì)第二薄膜和低折射率介質(zhì)第三薄膜；低折射率介質(zhì)第一薄膜均勻覆蓋在金屬基底上，其上構(gòu)建棋盤狀周期排列的高折射率半導(dǎo)體納米方塊陣列，在高折射率半導(dǎo)體納米方塊陣列之間填充低折射率介質(zhì)第二薄膜，在其頂部覆蓋低折射率介質(zhì)第三薄膜。本發(fā)明通過(guò)對(duì)金屬表面介質(zhì)薄膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，獲得良好的光譜選擇性；通過(guò)選擇不同的金屬、半導(dǎo)體、介質(zhì)材料，和（或）改變結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)靈活的截止波長(zhǎng)調(diào)控及光譜選擇性；本發(fā)明同樣適用于耐高溫的金屬、半導(dǎo)體、介質(zhì)材料，可在太陽(yáng)能熱光伏系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于光伏太陽(yáng)能硅片的絲網(wǎng)印刷定位設(shè)備及方法，該方法包括：在對(duì)應(yīng)硅片及絲網(wǎng)兩個(gè)對(duì)角位置處分別設(shè)置攝像裝置，并執(zhí)行攝像裝置的預(yù)標(biāo)定步驟；使用攝像裝置來(lái)攝取硅片和絲網(wǎng)的對(duì)角位置圖像；采集所攝取的位置圖像并獲取硅片和絲網(wǎng)各自的包括幾何中心和角度在內(nèi)的位置特征參數(shù)，相應(yīng)計(jì)算出兩者之間的位置偏差，另外根據(jù)目標(biāo)位置引入補(bǔ)償偏差，最后得到綜合偏差；最后根據(jù)所計(jì)算出的綜合偏差來(lái)調(diào)整絲網(wǎng)相對(duì)于硅片的位置和角度，由此完成光伏太陽(yáng)能硅片的絲網(wǎng)印刷定位過(guò)程。按照本發(fā)明，可以通過(guò)簡(jiǎn)單緊湊的結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)定絲網(wǎng)與硅片之間的位置偏差，并保證測(cè)定和印刷定位的較高精度，同時(shí)具備便于操作，抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。

（專利號(hào)：ZL 201410182396.6） 簡(jiǎn)介：本發(fā)明公開(kāi)了一種太陽(yáng)能高利用率光伏光熱溫差發(fā)電鍋爐，屬于太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括爐體、頂部光伏發(fā)電組件、防水板、底部光伏發(fā)電集熱器、傳熱板、溫差發(fā)電片、傳熱合金塊、上電磁閥、溫控與水控裝置、下電磁閥、上水位傳感器、下水位傳感器兼溫度傳感器、進(jìn)水管和出水管，頂部光伏發(fā)電組件和底部光伏發(fā)電集熱器分別位于爐體的頂端和底端，底部光伏發(fā)電集熱器與爐體之間還設(shè)置有溫差發(fā)電片，均用于太陽(yáng)能光伏

分布式光伏數(shù)據(jù)分析的主要內(nèi)容分為三大部分：動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析、諧波分析和故障事件分析。對(duì)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，軟件可以設(shè)置電壓、電流、角度、頻率等額定值和越限門檻值，并可以繪制發(fā)生故障時(shí)刻前后若干秒的電壓、電流、有功、無(wú)功曲線。諧波分析可以計(jì)算諧波電壓總畸變率、奇次諧波電壓含有率、偶次諧波電壓含有率、諧波電流是否越限。故障事件分析可以把故障數(shù)據(jù)解讀成便于閱讀的故障文件。 創(chuàng)新點(diǎn) 對(duì)采集的動(dòng)態(tài)電力數(shù)據(jù)可以形成完整的分析報(bào)告，并對(duì)故障事件形成完整的分析報(bào)告。 市場(chǎng)前景 電網(wǎng)運(yùn)行的各種場(chǎng)景，都會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)。為了在這些數(shù)據(jù)里找到有效信息，需要有數(shù)據(jù)分析軟件幫助用戶實(shí)現(xiàn)。只要是電網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，都能在該軟件框架的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析相關(guān)功能。目前已經(jīng)開(kāi)展針對(duì)分布式光伏及電采暖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并可以形成完整故障報(bào)告。

基于自主路徑規(guī)劃的光伏板表面自適應(yīng)無(wú)水清潔技術(shù)。面向光伏板壁面全方位清潔檢測(cè)的基本需求，針對(duì)光伏板表面結(jié)構(gòu)化環(huán)境，研究并設(shè)計(jì)自適應(yīng)路徑規(guī)劃算法，解決光伏板表面自適應(yīng)清潔與缺陷檢測(cè)死角問(wèn)題，切實(shí)提高光伏板表面清潔度與表面檢測(cè)范圍，實(shí)現(xiàn)光伏板表面全面深度清潔與檢測(cè)，最大化降低發(fā)電效率損失。 一、項(xiàng)目進(jìn)展 創(chuàng)意計(jì)劃階段 二、負(fù)責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時(shí)間 學(xué)號(hào) 茍益鵬 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/ 2020/2024 20497214 李川 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/自動(dòng)化 2020/2024 20416216 張涵琳 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院/自動(dòng)化 2020/2024 20461106 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 徐淑玲 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院 院長(zhǎng) 智能制造 戴昌志 機(jī)器人產(chǎn)業(yè)學(xué)院 指導(dǎo)老師 人工智能 四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介 目前市面上的清潔車無(wú)法做到完全無(wú)人化值守，我們希望能解決清潔車全自動(dòng)化清潔問(wèn)題。 基于自主路徑規(guī)劃的光伏板表面自適應(yīng)無(wú)水清潔技術(shù)。面向光伏板壁面全方位清潔檢測(cè)的基本需求，針對(duì)光伏板表面結(jié)構(gòu)化環(huán)境，研究并設(shè)計(jì)自適應(yīng)路徑規(guī)劃算法，解決光伏板表面自適應(yīng)清潔與缺陷檢測(cè)死角問(wèn)題，切實(shí)提高光伏板表面清潔度與表面檢測(cè)范圍，實(shí)現(xiàn)光伏板表面全面深度清潔與檢測(cè)，最大化降低發(fā)電效率損失。同時(shí)研究使用與光伏板表面的無(wú)水清潔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光伏表面的無(wú)水清潔，減低水資源使用，提升系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)環(huán)境的友好性。