致谢 本研究由美国能源部 (DOE) 太阳能技术办公室资助。作者谨感谢以下个人对本研究的审阅:Sara Baldwin (能源创新)、Dan Bilello (NREL)、Marc Melaina (DOE 氢能和燃料电池技术办公室)、Matteo Muratori (国家可再生能源实验室)、Robert Margolis (NREL) 和 Joseph Powell (ChemePD)。我们还要感谢以下个人和组织对技术审查小组的贡献:Sara Baldwin (能源创新)、Austin Brown (加州大学戴维斯分校)、Andrew Burnham (阿贡国家实验室)、Andrew Conley (俄亥俄州清洁燃料)、Ben Ealey (智能电力联盟)、Natalia Mathura (智能电力联盟)、Kelley Smith Burk (佛罗里达能源办公室) 和 Aarohi Vijh (SunPower)。感谢以下个人提供的额外技术意见:Stephanie Meyn(西雅图-塔科马国际机场)、Chad Reese(圣地亚哥国际机场)、Jarett Zuboy(独立承包商)以及国家可再生能源实验室的同事,包括 Brady Cowiestoll、Andrew Meintz、Bryan Pivovar、Cory Kreutzer、Josh Eichman 和 Trieu Mai。
执行摘要 Chevron USA Inc. 已与 SunPower Corporation 签订合同,在加利福尼亚州克恩县雪佛龙 Lost Hills 油田附近约 220 英亩的土地上设计和建造一座 29MW 交流太阳能光伏电站。施工已接近完工,预计将于 2020 年 3 月投入商业运营。该电站设计还计划采用容量为 20 兆瓦时 (MWh) 的锂离子电池,这些电池将与太阳能逆变器直流耦合。PG&E 目前正在对电池存储组件的添加进行系统影响研究,预计将于 2020 年第四季度建成并上线。雪佛龙将根据电力购买协议购买太阳能发电厂的所有产出。购买的电力将部分取代太平洋煤气电力公司目前消耗的能源,现场产生的可再生太阳能将用于油田运营。根据加州的净能源计量 2.0 计划,超出雪佛龙实时需求的太阳能发电量将出口到太平洋天然气电力公司。电池模块将在太阳能发电高峰期间储存太阳能电池阵列产生的能量,从而减少输出到电网的多余电力,并在太阳能发电量较低时将其调度给油田使用。正如本申请中进一步描述的,雪佛龙估计,光伏电站每年约有 38,700 MWh 的太阳能电力将取代油田电力,从而产生 19,800 公吨的低碳能源信用额度。电池厂投入使用后,每年将有额外的 5,300 MWh 太阳能储存在电池中,这些能源也将由油田作业使用。这将产生额外的 2,700 公吨的低碳能源信用额度,当电池存储能力完全发挥作用时,总计 22,500 公吨。
高温超导 (HTS) 带可以通过非常细的导线传输非常大的电流,而且没有电阻。这意味着 HTS 带可以缠绕成不产生热量的轻质高场电磁铁。因此,HTS 电磁铁在太空领域非常有用,因为太空领域对尺寸和重量有极大的限制,而且很难通过辐射方式消散传统铜电磁铁产生的热量。因此,HTS 被认为是一种小型化技术,能够在小型卫星上产生高磁场,用于电力推进、辐射屏蔽、姿态控制和感应储能等应用。HTS 设备需要在低温下运行,通常在 77 K 或以下。使用电制冷机可以在太空中保持这些低温。制冷机的性质及其与 HTS 电磁铁的集成方式对 SWaP(尺寸、重量和功率)要求有重大影响。本文介绍了旨在集成到立方体卫星中的 HTS 电磁铁设计的建模和初步物理测试。这项工作采用数值建模和实验相结合的方法,研究了单个微型低温冷却器是否可以将 HTS 电磁铁冷却到临界温度以下。使用 Sunpower CryoTel MT 低温冷却器,重量仅为 2.1 千克,长度和直径分别仅为 243 毫米和 73 毫米,仅使用 40 W 的输入功率即可获得低于 75 K 的电磁铁温度,同时保持 40 °C 的热端温度。这表明 HTS 电磁铁可以使用微型单级低温冷却器在小型卫星上运行。
2 SunPower Corporation,美国加利福尼亚州里士满 3 First Solar,美国加利福尼亚州奥克兰 4 BP Solar,美国马里兰州弗雷德里克 5 Hudson Clean Energy Partners,新泽西州蒂内克 摘要 光伏性能模型用于预测光伏系统在给定位置和规定天气条件下将产生多少能量。项目开发人员通常使用这些模型来为给定站点选择模块技术和阵列设计(例如,固定倾斜与跟踪)或选择不同的地理位置,金融界也使用这些模型来确定项目可行性。可用的模型在其底层数学公式和假设以及分析师可用于设置模拟的选项方面可能存在很大差异。某些模型缺乏完整的文档和透明度,这可能会导致对如何正确设置、运行和记录模拟的混淆。此外,这些模型所依赖的可用数据(例如,辐照度、模块参数等)的质量和相关不确定性通常变化很大且经常未定义。出于这些原因,许多项目开发商和这些模拟工具的其他行业用户都表达了对他们对 PV 性能模型结果的信心的担忧。为了解决这个问题,我们提出了一种标准化的 PV 系统级性能模型验证方法,以及一套用于设置这些模型和报告结果的指南。本文介绍了专门针对 PV 性能模型的标准化模型验证过程的基本要素,提出了一个实施该过程的框架,并介绍了它在多种可用 PV 性能模型中的应用示例。简介 存在许多用于模拟 PV 系统性能的商业和学术计算机模型和算法。Klise 和 Stein [1] 介绍了许多现有模型并进行了总结。这些模型在概念方法和模拟所需的数据量方面有所不同,但每个模型基本上都预测了给定全局水平和直接法向辐照度产生的能量(时间步长的直流和/或交流功率),以及由此产生的阵列平面 (POA) 辐照度和模块(或电池)温度。给定建模方法的有效性取决于模型匹配观察到的功率(和能量)的能力
1年生命周期分析中心,工程与应用科学学院,哥伦比亚大学,纽约,纽约,纽约,10027,美国; marco.raugei@brookes.ac.uk(M.R.); mg3217@columbia.edu(M.G.); el2828@columbia.edu(E.L。)2布鲁克黑文国家实验室,跨学科科学系,纽约州奥普顿市815号建筑物,美国11973,美国3号工程,计算机和数学学院,技术,设计和环境学院,设计与环境学院W2 6LA,英国5卢特大学能源系统学院,芬兰53850 Lappeenranta; Christian.breyer@lut。Fif6民用与环境工程系,萨里大学,吉尔福德GU2 GU2 7XH,英国; s.bhattacharya@surrey.ac.uk 7环境工程与地球科学,克莱姆森大学,克莱姆森,SC 29634,美国; Madale@clemson.edu 8欧洲委员会,意大利ISPRA联合研究中心欧洲委员会; arnulf.jaeger-waldau@ec.europa.eu 9 Institutphotovoltaïqueld'elede france(ipvf),CNRS UMR 9006,18 Boulevard Thomas Gobert,91120 palaiseau,法国帕莱索; daniel.lincot@cnrs.fr 10环境研究系,圣劳伦斯大学,美国纽约州13617,美国; dmurphy@stlawu.edu 11清洁电源研究,美国加利福尼亚州纳帕第三街1541号,美国加利福尼亚州94559; marcp@cleanpower.com 12 First Solar,美国坦佩,AZ 85281,华盛顿街350号; parikhit.sinha@finferstsolar.com 13 Angus Rockett,冶金与材料工程系,科罗拉多州矿业学校305B山丘,美国伊利诺伊州街1500号,美国伊利诺伊州街1500号,美国公司80401; arockett@mines.edu 14 Inl-International Iberian纳米技术实验室,AV。MestreJoséveigas/n,4715-330 Braga,葡萄牙; sascha.sadewasser@inl.int 15 HelioSourcetech,8987 E. Tanque Verde,Suite 309,PMB216,Tucson,Tucson,AZ 85749,美国; bjs@heliosourcetech.com 16 Sunpower创始人,退休,24700 Voorhees Drive,Los Altos Hills,CA 94022,美国; dickswanson15@gmail.com 17 Amrock Group,悉尼,新南威尔士州2052,澳大利亚; pjverlinden@icloud.com 18新南威尔士大学光伏和可再生能源工程学院,新南威尔士大学,新南威尔士州2052年,澳大利亚1952年,澳大利亚19号国家主要实验室,Trina Solar,Xinbei District,changzhou 213031,中国
1介绍和研究描述,以避免世界所需的最严重的影响,以加速其向自由经济的过渡。美国(美国)处于独特的位置,可以通过拜登政府最近宣布的计划在此问题上提供领导地位,该计划将整个经济的排放量减少到2030年,并到2050年达到净零碳排放经济。1这项研究使用WIS:DOM® -P优化模型来评估美国可以采取的途径,以实现拜登给药设定的碳减少目标。这项研究是由社区太阳能访问联盟代表广泛的太阳能拥护者联盟委托,包括投票,Sunrun,Sunpower和当地太阳能。使用WIS进行建模:DOM-P,这是一种最先进的模型,能够执行详细的容量扩展和生产成本,同时将实用程序生成,存储,传输和分布式能源(DERS)进行优化。建模的方案使用国家可再生能源实验室(NREL)年度技术基线(ATB)2021“中等”成本预测,用于安装资本和运营和维护(O&M)成本。在此建模中,屋顶太阳能和社区太阳能被合并为一种称为分布式光伏的类别(DPV),并使用了商业和住宅太阳能的平均资本成本。因此,分布式太阳能的成本被建模为保守,因此该建模的结果具有更保守的分布式太阳能部署潜力的前景。使用燃油成本,使用年度能源前景(AEO)2021年的高油气供应方案2的预测。本研究模型的场景允许部署新技术,但对其可用性和可能的部署率的时间表进行了保守的假设。碳捕获和隔离(CCS)从2035年开始部署,从2040年开始部署小型模块反应器(SMR),从2040年开始部署,熔融盐反应器(MSR)从2045年开始部署,以建模脱碳化的途径,以建模这些清洁型公司生成的途径,以延迟脱碳。此外,该模型允许将可变的可再生能源(VRE)技术供应链积极加速,以确保可以实现足够的VRE部署以实现减少碳的目标。第2.2节讨论了VRE的部署率的详细信息。在本研究中对两种情况进行了建模,以研究美国可以采取的脱碳途径,以满足拜登给药设定的脱碳目标。在本研究中模拟的方案的描述如下:(1)以公用事业规模的生成(仅用的量表规模')的主要用途,美国经济的脱碳化:在这种情况下,美国的目标是通过