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清洁低碳环保新能源,3D 光伏与光热发电站可视化

hightopo
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前言

碳达峰、碳中和成为今年两会“热词”,在国家政府工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,制定 2030 年前碳排放达峰行动方案,优化产业结构和能源结构,实现低碳环保节能减排。因此加大风电、核电、光伏等环保型能源的发展尤为重要。

今天就将利用 Hightopo 的 HT 产品搭建轻量化的 3D 大型光伏发电站和光热发电站可视化场景,实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测,电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害,实现无人值守的室外光伏电站新形势。

光伏发电站

以沙漠为背景,通过方阵形式摆放光伏板,结合卫星图使光伏板朝向一致,每排方阵对应一个汇流箱,可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来,组成一个个光伏串列,通过控制器,直流配电柜,光伏逆变器,交流配电柜,配套使用从而构成完整的光伏发电系统。接入数据形成电站负荷曲线、运作情况对比图表,实现电站全面监控。

光热发电站

太阳能光热发电是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。

通过现场取景、卫星图等方式,进行场景搭建,人工摆放向日镜模型,向日镜从发电塔向外扩散排布,真实还原装机分布效果,场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵,场景中心为发电塔,镜子作为反射太阳光的媒介,发电塔相当于一个大型的热量吸收器,一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换,推动汽轮发动机发电。通过 HT 引擎的渲染功能,真实还原发电塔吸收热量的效果。

电站建设模拟

在沙漠中建设光伏站,需要解决沙漠钻孔成洞和沙漠大风天气等一系列问题。

场景通过荒漠戈壁→电厂初建→绿化固沙→牧草过盛→生态循环,5段动画模拟变化。


形象还原了从荒无人烟的沙漠到生机勃勃的生态循环全过程。实现在利用沙漠丰富的太阳能资源发展光伏发电产业的同时,还利用光伏板的遮阴效果在沙地上种植沙生植物、发展沙草产业,逐步实现沙漠增绿、企业增效、资源增值的目的。在种草的同时,还可以放养牲畜,利用现有的土地发展种养殖业,达到牧草生长与光伏发电的平衡。

荒漠化一直是中国西部发展的最大阻碍,光伏沙漠生态电站是其最主要的治沙模式。将发展光伏和沙漠治理、节能农业相结合。这样的案例也在海南藏族自治州的光伏园区实现,依次排开的太阳能光伏板与穿梭在其中的“光伏羊”,成为了一道亮丽风景线。电站的建立不仅提升了发电量,生态环境的改善,也在一定程度上提高了周边的经济发展与就业机会。

光照阴影模拟

日照观察作为光伏能源不可或缺的一项重点,HT 通过与天气系统对接,实现三维场景中日照角度随着时间动态变化,从而直观的查看不同时间段日照情况。结合预设的天气动画,根据当地天气变化,对应实现天气动画效果,辅以展示整体场景。

光热电站信息监测

通过点击交互场景中的发电塔模型,以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息,与后台数据进行联动,接入真实数据,展示发电塔发电情况与发动机运行状态,做到实时监测管理。

光伏电站信息监测

通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱(包括母线电压、机箱温度、电流)数据,当出现告警时,可对模型进行染红闪烁显示,方便运维人员快速定位排查问题,足不出户即可实时查看设备相关指标,可结合算法实现数据分析,短时间内若出现数据异常变化的情况,提前进行告警,提醒相关人员及时做出决策。



同时接入了箱变(包括箱变油温、电压和电流)、逆变器(包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率)、升压站相关数据,全面监测电站运行状况,由于场景比较大,做了点击设备模型视角拉近处理,可更直观的查看设备相关信息。

知识科普与应用延伸

聚光光伏(CPV)是一种光伏(PV)技术,为了发电,CPV 使用透镜或曲面镜将阳光聚焦在小型、高质量的多结(MJ)和高效太阳能电池上。据预测,未来几十年中,利用高浓度光伏(HCPV)的光伏系统具有巨大的潜力和竞争力。有别于传统硅晶型以及薄膜型,聚光型太阳光电(HCPV)的技术最显着的优点在于它的高光电转换效率。HCPV 技术最适合应用于大型电厂,特别是在阳光日照充足、干燥、低湿度的地区。

随着光伏产业的不断深入发展,各行业也借助了光伏的自身优势开展应用,如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。图扑软件的可视化赋能产业的智慧运维,智能化管理、数字化监测、绿色化发展。

光伏太阳能作为可持续发展的能源,未来势头迅猛,而随着光伏电站的逐年增建,随之而来的光伏运维也将成为一难题,其中之一就是太阳能电池面板的灰尘污染,想要提高光伏发电效率,必然要解决表面清洁问题,而传统的人工清洗、清洁车清洗、高压水枪清洗、喷淋系统清洗都无法解决清洁能力不足的窘境,由此有了光伏清洁机器人:

总结

HT 可视化应用结合 GIS 技术、大数据、物联网等先进技术的综合应用给电力、能源等行业带来很大的价值提升。把握“十四五”发展总体布局,助力能源绿色化、数字化、智慧化发展。图扑软件与阳光电源的合作。在当下能源革命与数字革命融合发展、数字经济红利正在释放的形式下,图扑软件也将提高资源聚合和精准服务能力,为客户、行业创造更高价值。

基于多年项目经验积累和夯实的可视化技术支持,与许多知名行业先行有着合作,如阳光电源、华能集团等等。在风力发电、海上发电站、核电站等方面有着非常多优秀的案例实现。

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