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光伏發(fā)電如何鑄就綠色可持續(xù)生態(tài)

2015-12-17

  中國(guó)云南石屏縣牛達(dá)林場(chǎng)成立于1960年,管理著面積約為28.7萬(wàn)公頃的森林資源。每年12月至次年6月是防火期,但由于農(nóng)民燒地、亂扔煙頭、節(jié)日祭祀等人為原因,森林每年至少發(fā)生多次不同程度的火災(zāi),最多一年發(fā)生約二十次火災(zāi)。自上世紀(jì)90年代后期,該林場(chǎng)管理者先后建立了六個(gè)監(jiān)護(hù)站,其中包括一個(gè)雷達(dá)監(jiān)控中心,通過(guò)使用安全且清潔的太陽(yáng)能電力為28.7萬(wàn)公頃的森林資源提供可持續(xù)的保障。中國(guó)光伏組件先驅(qū)制造商采用杜邦先進(jìn)光伏材料保護(hù)光伏組件,使組件在長(zhǎng)達(dá)近二十年的時(shí)間里為牛達(dá)林場(chǎng)提供可持續(xù)的電力保障。

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  挑戰(zhàn):

  此前,該林場(chǎng)先后使用有線電話網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)電話等作為通信系統(tǒng),保障森林的安全。然而,由于林場(chǎng)占地面積巨大,高海拔地區(qū)的有線通信系統(tǒng)和移動(dòng)通訊經(jīng)常遭遇自然因素破壞,特別是面對(duì)經(jīng)常發(fā)生的火災(zāi)險(xiǎn)情,有線電話不能與現(xiàn)場(chǎng)消防人員聯(lián)系,移動(dòng)電話經(jīng)常出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)、長(zhǎng)時(shí)間通話費(fèi)用過(guò)高等諸多運(yùn)維難題。

  在完全沒(méi)有電力接入能力的高海拔森林地區(qū),如何提供安全、高效、可持續(xù)且具有成本效益的電力,為28.7萬(wàn)公頃森林的雷達(dá)監(jiān)控中心站和多個(gè)監(jiān)控子站提供可持續(xù)的照明與電力保障成為挑戰(zhàn)。

  解決方案:

  中國(guó)云南石屏縣牛達(dá)林場(chǎng)成立于1960年,占地面積28.7萬(wàn)公頃,海拔1550至1650米,屬于自收自支的事業(yè)單位?,F(xiàn)有在職職工125人。自1960年以來(lái)至1990年初期,該林場(chǎng)的主要職責(zé)為培育和保護(hù)森林資源,依法有序經(jīng)營(yíng)林木資源。1990年后,隨著中國(guó)政府推行退耕還林政策,牛達(dá)林場(chǎng)的主要責(zé)任變更為保護(hù)森林資源,并于2013年開始停止林業(yè)伐木工作。面對(duì)經(jīng)營(yíng)方式的轉(zhuǎn)變,進(jìn)一步挖掘森林附屬資源,保護(hù)森林的生態(tài)環(huán)境對(duì)于牛達(dá)林場(chǎng)的管理者來(lái)說(shuō)顯得尤為重要。

  在牛達(dá)林場(chǎng)工作近30年的現(xiàn)任黨支部書記孫萬(wàn)福說(shuō):“每年12月至次年6月是防火期。但即使在防火期內(nèi),由于農(nóng)民燒地、亂扔煙頭、節(jié)日祭祀等人為原因,森林每年至少發(fā)生多次不同程度的火災(zāi),最多一年發(fā)生約二十次火災(zāi)。由于深山交通不便,沒(méi)有電力設(shè)施、通信設(shè)施等接入,給森林管理、森林防護(hù)造成極大的挑戰(zhàn)?!?/p>

  上世紀(jì)90年代后期,中國(guó)光伏組件制造商先驅(qū)云南天達(dá)光伏科技股份有限公司(云南半導(dǎo)體器件廠)、日地太陽(yáng)能電力股份有限公司(寧波硅材料廠),為云南石屏縣牛達(dá)林場(chǎng)提供太陽(yáng)能發(fā)電離網(wǎng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由光伏組件、蓄電池、雷達(dá)對(duì)講系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等組成。至今,這些系統(tǒng)仍在正常工作,為28.7萬(wàn)公頃森林提供通信保障和基本電力需求,其中維持該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)20年還能正常運(yùn)行、提供電力的關(guān)鍵因素就是基于杜邦杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板,為組件提供長(zhǎng)期可靠的保護(hù)。

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  圖:中國(guó)云南石屏縣牛達(dá)林場(chǎng)雷達(dá)監(jiān)控站

  2015年6月,中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專委會(huì)、中國(guó)科學(xué)院電工研究所、太陽(yáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)質(zhì)量檢測(cè)中心發(fā)起并組織了公益科研活動(dòng)“尋找中國(guó)最美光伏老組件”,工作人員跋山涉水來(lái)到云南石屏縣牛達(dá)林場(chǎng),對(duì)林場(chǎng)防火瞭望站使用了近20年的光伏組件進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。云南屬于亞濕熱氣候帶,根據(jù)年太陽(yáng)總輻射量區(qū)劃分布,為很豐富(B)等級(jí)太陽(yáng)輻射類地區(qū)。

  通過(guò)攜帶的傅立葉紅外光譜設(shè)備檢測(cè)發(fā)現(xiàn),這些組件均使用基于杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板,歷經(jīng)近20年風(fēng)雨洗禮,背板外觀依然完好,無(wú)任何發(fā)黃、開裂或脫層現(xiàn)象。經(jīng)便攜式分光密度計(jì)和光澤度儀檢測(cè),這些背板空氣面的PVF薄膜與新的杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜相比,顏色黃度b*值變化僅為1.6-1.8,光澤度變化小于1.6,證明其優(yōu)異的耐候性。隨行技術(shù)人員還通過(guò)戶外功率測(cè)試儀分析了老組件功率輸出情況,20年功率衰減共計(jì)約為14.5%,年均功率衰減約為0.7%。

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  圖:工作人員通過(guò)傅立葉紅外光譜設(shè)備檢測(cè)發(fā)現(xiàn),這些組件均使用基于杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板。

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  圖:工作人員對(duì)單晶老組件進(jìn)行系統(tǒng)外觀檢查,其中背板內(nèi)層外觀完好如新。

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  圖:在戶外近20年后,支架已見(jiàn)銹跡斑斑,但基于杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜的背板外觀無(wú)明顯變化。經(jīng)檢測(cè),黃度b*值變化僅為1.6-1.8,證明其優(yōu)異的耐候性。

  結(jié)果

  云南石屏縣牛達(dá)林場(chǎng)光伏系統(tǒng)的組件通過(guò)長(zhǎng)期時(shí)間和氣候的考驗(yàn)仍在發(fā)電運(yùn)行。杜邦? 特能?(Tedlar?)PVF薄膜是唯一經(jīng)過(guò)30年來(lái)在各種氣候條件下(如沙漠、熱帶、沿海和高山)等戶外實(shí)際驗(yàn)證,并仍能為組件提供至關(guān)重要的長(zhǎng)期保護(hù),保障系統(tǒng)安全,并實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)的長(zhǎng)期效益。

  近10年來(lái)中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng),不僅成為世界第一大組件生產(chǎn)國(guó),更成為全球第一的光伏電站安裝國(guó)。根據(jù)中國(guó)政府規(guī)劃:到2020年中國(guó)光伏裝機(jī)不低于100GW,并有望突破150GW,意味著中國(guó)每年裝機(jī)總量不低于20GW。隨著光伏發(fā)電作為中國(guó)政府和眾多國(guó)家選擇的戰(zhàn)略性清潔能源,其可驗(yàn)證的長(zhǎng)期可靠性越來(lái)越被投資者看重。


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