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太阳能

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2025年09期

《太阳能》创刊于1980年，月刊，是由中国科协主管，中国可再生能源学会主办，《太阳能》杂志社有限公司出版，国内外公开发行的国家级可再生能源专业科技杂志。内容定位于“广义太阳能”，办刊宗旨为“加强学术交流，推动太阳能科技创新，促进实现太阳能产业化、市场化应用发展”。

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行业观察 | 光伏电站在生态修复领域中的应用研究

行业观察 | 光伏电站在生态修复领域中的应用研究

摘要：随着工业化时代的推进以及数字人工智能时代的到来，电力能源消费量急剧攀升。导致生态环境不可避免地遭受不同程度的影响或破坏，生态修复已成为当前亟待解决的重要问题之一。截至2025年4月，中国发电装机容量已达3487GW。该文采用文献归类分析方法，总结了光伏发展和生态修复交叉研究在研究年份、领域、机构方面的分类特征，探讨了光伏电站在生态修复中的应用。结果表明，通过光伏治沙、林光互补等模式，光伏电站建设可对绿色空间、蓝色空间和棕色空间等环境的生态破坏场景进行生态修复。在对光伏电站与生态领域研究及相关标准不足的分析基础上，提出对光伏与生态交叉领域发展展望。
行业观察 | 屋顶分布式光伏电站施工中存在的问题及应对措施研究

行业观察 | 屋顶分布式光伏电站施工中存在的问题及应对措施研究

摘要：能源安全需求及碳达峰、碳中和目标下，屋顶分布式光伏发电作为构建新型电力系统的重要途径得以迅速发展。但随着屋顶分布式光伏电站进入运营阶段，其施工质量问题逐步暴露。首先对屋顶分布式光伏电站中光伏组件常见安装方式和光伏支架类型进行了介绍；然后提出现有屋顶分布式光伏电站施工中普遍存在建筑可靠性鉴定工作不规范、屋面防水质量控制不严格导致运营期屋顶漏水纠纷较多、施工安全风险大、工程设计投入不足、施工质量不满足要求等问题，并针对这些问题的产生原因进行了分析，给出了具体应对措施；最后重点阐述了施工中的注意事项、关键设备安装质量要点，以及保证施工质量的技术要点。研究结果表明：针对屋顶分布式光伏电站施工中存在的问题，可从规范建筑可靠性鉴定工作、重视屋面防水问题、加强施工安全风险控制、提高工程设计投入、严控施工质量这5个方面提高屋顶分布式光伏电站的建设水平。研究结果可为屋顶分布式光伏发电相关从业者提供指导和借鉴。
学术研究 | 基于太阳能热利用的土壤蓄热热力影响区的研究

学术研究 | 基于太阳能热利用的土壤蓄热热力影响区的研究

摘要：基于太阳能光热转换技术与土壤蓄热技术的土壤蓄热系统，可以实现跨季节的清洁供暖。在土壤蓄热系统中，土壤蓄热热力影响区的范围对工程设计非常关键。首先建立了基于太阳能热利用的土壤蓄热系统的数学模型；然后采用数值模拟方法，对典型工况下土壤蓄热系统分别采用单U型地埋管换热器和蜂巢状U型地埋管群单元时的运行过程进行了模拟分析，并对不同土壤深度处的土壤蓄热热力影响区，以及管道入口水温、季节、管道排列方式等因素与土壤蓄热热力影响区之间的关系进行了模拟分析，并获取了不同情况下热力影响区的范围变化趋势。研究结果表明：1)随着土壤深度的增加，土壤水平方向热力影响区的范围呈先增大后减小的变化趋势。2)单U型地埋管换热器的土壤蓄热热力影响区的范围受管道入口水温的影响，提高管道入口水温可以显著扩大深层土壤水平方向热力影响区的范围。在土壤深度为 40m 处，当管道入口水温从323K 提高到 333K 时，土壤水平方向热力影响区的范围扩大了 2m3 单U型地埋管换热器的土壤蓄热热力影响区的范围还会受季节变化的影响。冬季和春（秋)季时的土壤蓄热热力影响区的范围均大于夏季时土壤蓄热热力影响区的范围，在土壤深度为 1～20m 的范围内，冬季时比夏季时平均值约大 5m. 4)U型地埋管换热器在土壤蓄热过程中起到了关键作用，与单U型地埋管换热器相比，蜂巢状U型地埋管群单元的热力影响区范围更大，其最大热力影响区的范围约为其六边形边长的7倍。此种多个单U型地埋管换热器的排列方式能够有效增强土壤的蓄热效果，并扩大土壤蓄热热力影响区的范围。研究结果可指导相关土壤蓄热系统的设计与热学计算，为太阳能的跨季节高效利用提供科学依据。
学术研究 | TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜的制备及其疏水性研究

学术研究 | TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜的制备及其疏水性研究

摘要：首先制备 TiO₂@SiO₂ 纳米微球，随后采用垂直沉积法，在光伏玻璃表面镀制 TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜；然后通过激光粒径分析、X射线粉末衍射(XRD)分析、红外光谱分析，对 TiO₂@SiO₂ 纳米微球进行了物相方面的分析；最后对 TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜的透光率和疏水性进行了研究。研究结果表明：1)加入不同量的钛酸四丁酯，会对 TiO₂@SiO₂ 纳米微球的粒径分布产生影响；随着加入的钛酸四丁酯量的增多，TiO₂@SiO₂ 纳米微球的粒径分布范围呈现先变窄后变宽的趋势；加入 3mL 钛酸四丁酯时，得到的 TiO₂@SiO₂ 纳米微球的粒径分布较为均匀且壳层厚度合适。2)经过煅烧及退火可以有效提高 TiO₂@SiO₂ 纳米微球的晶化程度，且加入的钛酸四丁酯的量越多，晶化程度越好。3)随着加入的钛酸四丁酯量的增多， TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜的透光率呈现先上升后下降的变化趋势。4)利用甲基三乙氧基硅烷(MTES)对 TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜进行改性，可以提高其疏水性；且MTES的掺杂比越高， TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜的疏水性越好。
学术研究 | 超低塔架风电机组叶片叶尖下探的风险研究

学术研究 | 超低塔架风电机组叶片叶尖下探的风险研究

摘要：由于缺少超低塔架风电机组的实际运行经验，导致应用超低塔架风电机组后无法评估叶片下叶尖离地高度低于 20m 时的风险。为满足市场对超低塔架风电机组的迫切需求，提升风电机组在低风剪切系数区域的竞争力，同时又能把控风险，首先对湍流的成因、湍流风的定义及湍流风场的模拟方式进行了介绍；其次进行了湍流风场的敏感性分析，得出关键影响因素；然后针对关键影响因素，分析了叶尖下探对风电机组年发电量及关键荷载的影响；最后通过实测对湍流强度相对偏差与风剪切系数相关性的理论分析结果进行了验证。研究结果显示：1)湍流随机风种子值、风剪切系数及轮毂高度均为湍流风场的关键影响因素。2)叶尖下探后，风电机组年发电量会降低，关键部件荷载会增加，并且风剪切系数越大，产生的影响越大。因此，需综合考虑叶尖下探后风电机组的年发电量、运行寿命及塔架高度降低带来的成本降低等因素。3)仿真结果中，湍流强度相对偏差与风剪切系数之间呈现较强的线性关系，而实测结果则存在非线性；相较于湍流强度相对偏差的仿真结果，实测结果的值更大。因此，按照自前仿真风场的生风方式，会低估真实风场湍流强度空间差异。
技术应用 | n型TOPCon太阳电池中PL暗片的形成原因及改善措施研究

技术应用 | n型TOPCon太阳电池中PL暗片的形成原因及改善措施研究

摘要：首先对n型TOPCon太阳电池的工艺流程进行了介绍，通过分析各工序找出导致产生PL暗片的主要原因；然后针对太阳电池背面钝化接触结构提出采用双掺杂多晶硅／氧化硅结构，并对采用此结构且改善了磷烷流量、隧穿氧化硅层制备时间的n型TOPCon太阳电池进行了量产验证。研究结果表明：1)磷烷流量参数设置不当是导致产生PL暗片的重要原因，降低磷烷流量可以有效减少边角暗片的数量，但降低幅度较大会导致太阳电池的光电转换效率下降；适度降低磷烷流量可在减少边角暗片数量的同时，提高太阳电池的光电转换效率。2)增加隧穿氧化硅层沉积时间，能有效降低边角暗片的数量。3)适度降低磷烷流量、增加隧穿氧化硅层制备时间及采用背面双掺杂多晶硅／氧化硅结构后，太阳电池的边角暗片的占比从 0.64% 降至 0.07% ，光电转换效率提升 0.07% ，表明此种方法既能降低太阳电池量产中PL暗片的数量，提升太阳电池良品率，又能提高太阳电池的光电转换效率，具有极大的应用潜力。
技术应用 | 基于遗传算法的光伏方阵容配比离散性对光伏电站发电量的影响分析

技术应用 | 基于遗传算法的光伏方阵容配比离散性对光伏电站发电量的影响分析

摘要：由于受地形、地块大小、各地块之间距离、施工条件等因素的影响，光伏电站中各光伏方阵的容配比通常与光伏电站的设计最优容配比存在一定的差异。从分析光伏电站中各光伏方阵容配比的角度出发，对光伏方阵容配比的离散性进行系统性分析。基于遗传算法，首先对光伏电站中各光伏方阵容配比的分布进行了优化，然后对光伏方阵容配比的离散性对光伏电站整体发电量的影响进行了研究，并给出了相关建议。研究结果表明：1)针对平地光伏电站，容配比离散性增大会导致光伏电站发电量下降，且发电量损失增大的速度逐步加快。若光伏场区的地块较为分散，可通过大、小装机容量光伏方阵搭配的方式来尽量降低容配比离散性带来的光伏电站发电量损失。2)针对复杂地形的山地光伏电站，对于朝向好、坡度优的地块，光伏方阵采用的实际容配比可等于或略低于设计最优容配比；而对于朝向差、坡度劣的地块，光伏方阵采用的实际容配比可高于设计最优容配比。一定离散性范围内的容配比分布能够更好地适应复杂地形，且能够增大光伏电站的经济效益。
技术应用 | 融合柔性负荷的沙戈荒区域新能源高比例消纳方案研究

技术应用 | 融合柔性负荷的沙戈荒区域新能源高比例消纳方案研究

摘要：沙漠、戈壁和荒漠(下文简称为“沙戈荒区域")的大型风电光伏基地建设是国家重大能源战略之一，但是此类区域的本地电网灵活性较弱，新能源弃电率较高。为促进沙戈荒区域新能源消纳，以大数据中心、多晶硅产业和电解水制氢系统等典型工业用电负荷形式为例，对其负荷特性进行了深入探讨；然后针对沙戈荒区域大型风电光伏基地项目在稳定负荷、稳定负荷与柔性负荷融合、柔性负荷这3种负荷场景中的整体电力生产进行了模拟计算。研究结果表明：通过引入柔性负荷的方案实现沙戈荒区域风电和光伏发电高比例消纳，具有技术可行性，并且电力生产与消纳系统可实现与当地电网的弱联网甚至离网。引入柔性负荷的方案不仅对当地电网的稳定性具有积极影响，同时还能有效提高沙戈荒区域新能源的消纳比例。
技术应用 | 集中式光伏电站的运维研究

技术应用 | 集中式光伏电站的运维研究

摘要：随着中国光伏行业的快速发展和光伏发电装机容量的快速增长，如何更好地推动在存量装机容量中占比过半的集中式光伏电站提质增效，使其产生更大的效益，成为目前备受关注的问题。通过分析集中式光伏电站的特点和运维中存在的问题，从集约化管理模式、智能化运维方式、效益型技术改造及专业人才培养4个方面提出了运维过程中的改进措施，并针对集中式光伏电站以提质增效为目的实施运维方式改进措施时的注意事项进行了分析。研究结果显示：通过对运维人员进行专业培训，运维人员的技能水平得到明显提升，设备维护与检修能力得到显著提高，不仅使河北省某集中式光伏电站的故障总数同比降低了 81.8% ，故障处理时长也同比减少了 28.9% ；同时还提出了在运维方式改进过程中需要着重注意安全管理和成本管控，从落实安全责任、强化安全基础、保证现场安全、抓牢源头管控等方面确保安全生产，从严控技术改造成本、优化备件物资管理等方面实现成本降低。
技术应用 | 管式PECVD设备源柜的空间布局设计与优化

技术应用 | 管式PECVD设备源柜的空间布局设计与优化

摘要：为增大管式PECVD设备中源柜（下文简称为“管式PE源柜”）内部的安装、调试及后期维护空间，且实现从源柜侧安装和更换石英管，首先对管式PE源柜的常规空间布局进行了设计优化；然后对不同的优化方案进行了对比；最后对最佳优化方案的应用效果进行了介绍，并对未来优化方向进行了展望。研究结果显示：相较于管式PE源柜的常规空间布局，采用将内部管道从反应室抽口伸出后先左转，再直行从管式PE源柜背面中间伸出，并与外部管道对接的优化方案（即 B₂ 版优化方案）后，管式PE源柜的现场调试效率提升了20% ，石英管更换效率提升了 40% ，且源柜的美观性也得到大幅提升。

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目录

行业观察 | 光伏电站在生态修复领域中的应用研究

行业观察 | 光伏电站在生态修复领域中的应用研究

行业观察 | 屋顶分布式光伏电站施工中存在的问题及应对措施研究

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学术研究 | 基于太阳能热利用的土壤蓄热热力影响区的研究

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学术研究 | TiO2@SiO2 纳米复合材料薄膜的制备及其疏水性研究

学术研究 | TiO2@SiO2 纳米复合材料薄膜的制备及其疏水性研究

学术研究 | 超低塔架风电机组叶片叶尖下探的风险研究

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技术应用 | n型TOPCon太阳电池中PL暗片的形成原因及改善措施研究

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技术应用 | 基于遗传算法的光伏方阵容配比离散性对光伏电站发电量的影响分析

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技术应用 | 融合柔性负荷的沙戈荒区域新能源高比例消纳方案研究

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技术应用 | 集中式光伏电站的运维研究

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技术应用 | 管式PECVD设备源柜的空间布局设计与优化

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学术研究 | TiO₂@SiO₂ 纳米复合材料薄膜的制备及其疏水性研究

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