光伏发电厂需要做水处理吗（哪些水面可以建光伏电站）

太阳能光伏发电站建设的必要性及必要条件是什么

1、光伏发电项目建设的必要性和意义

中国的环境现状和发展趋势大规模、无节制地开发利用化石燃料不仅加速了这些宝贵资源的枯竭，而且造成日益严重的环境问题。过度的排放日益引起全球关注，解决这些问题已不再是各国自身的事情，控制和减少排放已经成为全球各国的目标和义务，责任的分担已经成为各国 *** 讨价还价的政治问题。随着全球能耗的快速增长，环境将进一步恶化，减排的纷争将更加激烈。

我国目前的能源将近 70%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、 运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。初步估算煤炭发电

造成的污染的经济损失以及由此引致的环境污染治理成本高达 1606 亿元。大力开发利用可再生能源是保证我国能源供应安全和可持续发展的 必然选择。我们的环境状况已经警示我国所能拥有的排放空间已经十分有限了，再不加大清洁能源和可再生能源的份额，我国的经济和社会发展就将被迫减速。

2、 开发利用太阳能资源符合能源产业发展方向

我国是世界上更大的煤炭生产和消费国，能源将近 76%由煤炭供给，这种过度依赖化石燃料的能源结构已经造成了很大的环境、经济和社会负面影响。大量的煤炭开采、运输和燃烧，对我国的环境已经造成了极大的破坏。大力开发太阳能、风能、生物质能等可再生能源利用技术是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。

我国在能源领域将实行的工作重点和主要任务是首先加快能源结构调整步伐，努力提高清洁能源开发生产能力。以太阳能发电、风力发电、 太阳能热水器、大型沼气工程为重点，加快可再生能源的开发。要使光伏发电成为战略替代能源电力技术，必须搞大型并网光伏发电系统，而这个技术已经实践证明是切实可行的。

3、开发利用可再生能源是必由之路

面对我国能耗高速增长的形势，考虑到我国探明的煤炭资源、石油资源、天然气资源将在未来的不同年限中用尽枯竭；因此从现在开始必须加速开发新能源和可再生能源以取代日益减少的化石能源，做到未雨绸缪。

由于经济发展迅猛，中国在 2001 年以后，电力需求以每年超过 20％的速度增长，2003 年全国出现电力供应严重不足的现象，2004 年缺电形势更加紧张，24 个省拉闸限电，电力供应的紧张情况在今后若干年内不会缓解。

根据中国电力科学院预测，我国电力供应缺口 2010 年约为 37GW，2020 年预计为 102GW。按照目前的经济发展趋势和中国的资源情况，2010 年和 2020

年的电力供应单靠传统的煤、水、核是不够的，缺口只能由可再生能源发电来填补。

为什么光伏可应用于污水处理

太阳能光伏发电以其清洁、高效、安全、可再生等显着优势，成为环境友好的替代能源之一，大力发展光伏发电，可减轻矿物能源燃烧给环境造成的污染。污水处理厂和自来水厂主要去除COD、氨氮等污染物，电耗在直接生产成本中占比大，将清洁能源应用于给排水领域污染物的减排，将实现大气环境和水环境污染减排的双赢。

分布式光伏电站有哪些工商业应用场景？

从江苏能源云网了解到分布式光伏电站可以应用以下场景：

1、医院

医院作为能源消耗较高的公共服务机构，在未来的节能减排和降耗工作中面临很大的压力，积极探索绿色医院建设及发展模式，促进绿色建筑理念及节能降耗技术的科学运用尤为重要。

2、学校

学校天然具备安装光伏电站的优势：① 电站建在学校屋顶，相当于一个大的科普基地；② 学校拥有较广阔的屋顶，结构好，用电量稳定；③ 学校运营稳定，产权清晰，融资相对容易。

3、通信基站

通信基站数量多，分布范围广，而且必须保证一天24小时不断电。在没有接入分布式光伏，一旦遇到停电的情况，工作人员需要启动柴油发电机来保证临时供电，运维成本较高，如果加上分布式光伏发电系统，无论从实用性还是经济性方面，都具有极高的安装价值。

4、高速公路（非路面）

据悉，截至2020年底全国高速公路通车里程超过15万公里，光伏+高速公路已经得到广泛的应用，譬如山东、河北、湖北、江苏、浙江都有充分利用高速公路的空间资源，实现了光伏发电、交通运输、节能减排、道路养护的有机融合的案例。将高速公路作为光伏发电的新载体，引领了光伏产业的新潮流，打造了绿色高速的新形象，为后来的智慧公路做了很好的铺垫。光伏一般安装在高速公路的服务区、道路中间或两旁、隧道处或者直铺在公路上。

5、水厂（污水处理/净水厂）

根据住建部公布2020年4月的数据显示，全国累计超过4300座污水处理厂和5000座自来水厂，污水处理和自来水厂有着大面积的水处理水池，另外，污水处理厂污水处理年均耗电量比较大，安装光伏后有很大的经济效益；光伏发电项目利用污水处理厂的屋顶、沉淀池、生化池和接触池等处在其上面加装太阳能光伏板有着得天独厚的空间优势。另外，多数污水厂是地方国有企业，业务持续性有保障。

6、车棚/停车场

光伏车棚是一种与建筑相结合最为简易可行的方式，光伏车棚具备遮阳挡雨、吸热性好，还可实现光（储）充一体，为新能源汽车、电瓶车提供清洁能源，在工业园区、商业区、医院、学校等有着越来越广泛的应用。

7、光伏办公楼/商场/酒店/超市

办公楼和商场有制冷/热、电梯、灯光等很多用电设备，属于高能耗场所，有些屋面比较宽裕。光伏板在屋顶可以起到隔热的效果，在夏天可以减少空调的耗电。

8、光伏仓储/物流

仓储物流中心的自动分拣系统、配送系统、仓储温度控制系统等均需充足的电量供应。而仓储物流中心拥有面积较大的屋顶资源，非常适合安装分布式光伏系统。二者结合，将打造出绿色、智能的仓储物流基地。

9、工业厂房/园区

工业厂房是应用最广泛的、也是最多的工商业项目，工业厂房安装光伏电站可以利用闲置屋顶，盘活固定资产，节约峰值电费，余电上网增加企业收益，还可以促进节能减排，产生良好的社会效益。

20MW的光伏发电需要水冷吗

光伏组件在工作时会有一定的发热，但事实上发热量很小，在天气凉爽的情况下通过和空气的热交换就可以满足降温需求。当然，在炎热的夏季，高强度日照会引起温度过高，确实会对光电转化效率造成影响，不过一般来讲小型电站不会因为这一点效率损失而去大费周折进行洒水，这属于运行维护工作，如果是20MW的规模在酷暑季节的午后时段进行人工洒水也是有必要的。

光伏发电对未来的发展有哪些好处？

随着光伏电站的大规模扩建，优质的电站建设土地资源出现稀缺，电站综合收益需要提高，光伏电站出现与之一产业融合的趋势。例如，人造太阳多层高密度无土种植工厂，采用新型节能光源促进植物光合作用，采用多层叠加的立体植物提高土地的利用效率。再如光伏农业科技大棚，棚顶安装光伏电池或集热器，柔性透光，适合于某些农作物和经济作物生长，也能实现工业化和土地的高效产出。光伏与尾矿治理、废弃的采矿塌陷区循环经济建设或生态综合治理相结合，使得废弃土地得以实现生态环境的修复。光伏与传统水处理市政设施相结合，通过光伏水务模式，能够有效降低水处理成本和单位水处理的碳排放。

发电厂需要用水处理设备吗?

火力发电厂的设备作用和各系统流程

一、 燃烧系统生产流程

来自煤场的原煤经皮带机输送到位置较高的原煤仓中，原煤从原煤仓底部流出经给煤机均匀地送入磨煤机研磨成煤粉。自然界的大气经吸风口由送风机送到布置于锅炉垂直烟道中的空气预热器内，接受烟气的加热，回收烟气余热。从空气预热器出来约250左右的热风分成两路：一路直接引入锅炉的燃烧器，作为二次风进入炉膛助燃；另一路则引入磨煤机入口，用来干燥、输送煤粉，这部分热风称一次风。流动性极好的干燥煤粉与一次风组成的气粉混合物，经管路输送到粗粉分离器进行粗粉分离，分离出的粗粉再送回到磨煤机入口重新研磨，而合格的细粉和一次风混合物送入细粉分离器进行粉、气分离，分离出来的细粉送入煤粉仓储存起来，由给粉机根据锅炉热负荷的大小，控制煤粉仓底部放出的煤粉流量，同时从细粉分离器分离出来的一次风作为输送煤粉的动力，经过排粉机加压后与给粉机送出的细粉再次混合成气粉混合物，由燃烧器喷入炉膛燃烧。

二、 汽水系统生产流程

储存在给水箱中的锅炉给水由给水泵强行打入锅炉的高压管路，并导入省煤器。锅炉给水在省煤器管内吸收管外烟气和飞灰的热量，水温上升到300左右，但从省煤器出来的水温仍低于该压力下的饱和温度（约330），属高压未饱和水。水从省煤器出来后沿管路进入布置在锅炉外面顶部的汽泡。汽包下半部是水，上半部是蒸汽，下半部是水。高压未饱和水沿汽泡底部的下降管到达锅炉外面底部的下联箱，锅炉底部四周的下联箱上并联安装上了许多水管，这些水管内由下向上流动吸收炉膛中心火焰的辐射传热和高温烟气的对流传热，由于蒸汽的吸热能力远远小于水，所以规定水冷壁内的气化率不得大于40％，否则很容易因为工质来不及吸热发生水冷壁水管熔化爆管事故。

锅炉设备的流程

一、 锅炉燃烧系统

1、 作用：使燃料在炉内充分燃烧放热，并将热量尽可能多的传递给工质，并完成对省煤器和水冷壁水管内的水加热，对过热器和再热器管内的干蒸汽加热，对空气预热器管内的空气加热。

2、 系统组成：燃烧器，炉膛，空气预热器组成。

二、 锅炉的汽水系统

1、 作用：对水进行预热、气化和蒸汽的过热，并尽可能多地吸收火焰和烟气的热量。

2、 系统的组成：水的预热汽化系统，干蒸汽的过热再热系统。

三、 燃料输送系统

1、 作用：完成对原煤的输送、储存、供给。

2、 系统组成：皮带机、原煤仓和给煤机

四、 制粉系统

1、 作用：生产流量足够、颗粒大小符合要求的煤粉，满足锅炉燃烧需求。

2、 组成：磨煤机、粗粉分离器、细粉分离器、煤粉仓、给粉机和排粉机。

五、 给水系统

1、 作用：向锅炉提供压力足够高的高压未饱和水，因为只有高压才能高温，工质在高温高压下能携带更多的热量。

2、 组成：给水箱和给水泵

六、 通风系统

1、 作用：保证足够的空气进入炉膛并及时排出。

2、 组成：送风机、引风机和烟囱

七、 除尘系统

1、 作用：对即将进入烟囱高空排放的烟气进行除尘，减少对环境的污染。

2、 组成：除尘器

汽轮机

一、 作用：将蒸汽的热能转换成蒸汽的动能

二、 汽轮机设备流程:

1． 回热加热系统

（1） 组成：回热加热器和除氧器

（2） 作用：抽出汽轮机中做了部分功的蒸汽，对锅炉给水进行加热，这部分蒸汽自身变成凝结水而汽化潜热完全被利用。

2． 凝气系统

（1） 组成：凝汽器和抽气器

（2） 作用：1。建立并维持高度真空，降低汽轮机的背压，提高循环热效率

2．汽轮机的排气凝结成水，以便重新送入锅炉使用。

3． 冷却水供水系统

两个冷却水用水大户：（1）机组轴承润滑油冷却水

（2）汽轮机乏汽冷却水

火电厂计算机监控系统的结构

一、 结构：三点一线，分散控制系统（DCS），即上位机的操作员站，工程师站，下位机的现地控制单元和用来连接个站点的通信 *** 。集计算机技术、数据通信技术、控制技术与CRT显示技术融于一体，采用分散结构和危险结构。

数据采集结构（DAS）:对机组运行参数和状态进行采集、处理，用于显示、报警及打印报表。

模拟量调节控制系统（MCS）：包括锅炉的燃烧调节控制、汽包给水水位调节控制、主蒸汽温度调节控制等子系统和辅助设备的控制子系统。

开关量顺序控制系统（SCS）：对机组和辅助设备进行启停的顺序控制和连锁保护。

锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）：通过对炉膛的自动吹扫、火焰监测、炉膛压力保护以及喷油、喷煤燃烧器管理，锅炉连锁保护等安全管理，保证了锅炉的安全

火电厂输煤系统的任务是卸煤、堆煤、上煤和配煤，以达到按时保质、保量为机组（原煤

仓）提供燃煤的目的。整个输煤系统是火电厂十分重要的支持系统。它是保证机组稳发满发的

重要条件。

输煤系统是火电厂的重要组成部分，其安全可靠运行是保证电厂实现安全、高效不可缺少的环节。输煤系统的工艺流程随锅炉容量、燃料品种、运输方式的不同而差别较大，并且使用设备多，分布范围广。作为一种具有本安性且远距离传输能力强的分布式智能总线 *** ，lonworks总线能将监测点做到彻底的分散（在一个 *** 内可带32000多个节点），提高了系统的可靠性，可以满足输煤系统监控的要求。火电厂输煤系统一般都采用顺序控制和报警方式，为相对独立的控制单元系统，系统配备了各种性能可靠的测量变送器。通过运用Lonworks现场总线技术将各种测量变送器的输出信号接入对应的智能节点组成多个检测单元，然后挂接在Lonworks总线上，再通过Lonworks总线与已有的DCS系统集成，实现了对输煤系统更加有效便捷的监控。

在输煤系统中，常用的测量变送器一般有以下几种： （1）开关量皮带速度变送器（2）皮带跑偏开关（3）煤流开关（4）皮带张力开关（5）煤量信号（6）金属探测器（7）皮带划破探测（8）落煤管堵煤开关（9）煤仓煤位开关。

每一种测量变送器和其相对应节点共同组成智能监测单元，对需要监测的工况参数进行实时的监控。监测单元通过收发器接入Lonworks总线 *** 进行通信，可根据监测到的参数进行控制和发出报警信号，系统的结构如图1所示。

3、 Lonworks总线智能节点的一般设计

智能节点是总线 *** 中分布在现场级的基本单元，其设计开发分为两种：一种是基于neuron芯片的设计，即节点中不再包含其它处理器，所有工作均由neuron芯片完成。另一种是基于主机的节点设计，即neuron芯片只完成通信的工作，用户应用程序由其它处理器完成。前者适合设计相对简单的场合，后者适应于设计相对复杂的场合。一般情况下，多采用基于芯片的设计。由于智能节点不外乎输入/输出模拟量和输入/输出开关量四种形式，节点的设计也大同小异，对此本文只给出了节点设计的一般 *** 。

基于芯片的智能节点的硬件结构包括控制电路、通信电路和其它附加电路组成，其基本结构如图2所示。

图2 智能节点基本结构图

Fig 2 Basic Structure Of Node Based On The Neuron Chip

控制电路

①神经元芯片：采用Toshiba公司生产的3150芯片，主要用于提供对节点的控制，实施与Lon网的通信，支持对现场信息的输入输出等应用服务。

②片外存储器：采用Atmel公司生产的AT29C256（Flash存储器）。AT29C256共有32KB的地址空间，其中低16KB空间用来存放神经元芯片的固件（包括LonTalk协议等）。高16KB空间作为节点应用程序的存储区。采用ISSI公司生产的IS61C256作为神经元芯片的外部RAM。

③I/O接口：是neuron芯片上可编程的11个I/O引脚，可直接与外部接口电路连接，其功能和应用由编程方式决定。

通信电路

通信电路的核心收发器是智能节点与Lon网之间的接口。目前，Echelon公司和其他开发商均提供了用于多种通信介质的收发器模块。通常采用Echelon公司生产的适用于双绞线传输介质的FTT-10A收发器模块。

附加电路

附加电路主要包括晶振电路、复位电路和Service电路等。

①晶振电路：为3150神经元芯片提供工作时钟。

②复位电路：用于在智能节点上电时产生复位操作。另外，节点还将一个低压中断设备与3150的Reset引脚相连，构成对神经元芯片的低压保护设计，提高节点的可靠性稳定性。

③Service电路：专为下载应用程序设计。Service指示灯对诊断神经元芯片固件状态有指示作用

节点的软件设计采用Neuron C编程语言设计。Neuron C是为neuron芯片设计的编程语言，可直接支持neuron芯片的固化，并定义了34种I/O对象类型。节点开发的软件设计分为以下几步：

（1）定义I/O对象：定义何种I/O对象与硬件设计有关。在定义I/O对象时，还可设置I/O对象的工作参数及对I/O对象进行初始化。

（2）定义定时器对象：在一个应用程序中最多可以定义15个定时器对象（包括秒定时器和毫秒定时器），主要用于周期性执行某种操作情况，或引进必要的延时情况。

（3）定义 *** 变量和显示报警：既可以采用 *** 变量又可以采用显示报警形式传输信息，一般情况采用 *** 变量形式。

（4）定义任务：任务是neuron C实现事件驱动的途径，是对事件的反应，即当某事件发生时，应用程序应执行何种操作。

（5）定义用户自定义的其它函数 ：可以在neuron C程序中编写自定义的函数，以完成一些经常性功能，也将一些常用的函数放到头文件中，以供程序调用。

4、基于Lonworks总线的火电厂输煤系统与DCS的 *** 集成

现场总线技术与传统的系统DCS系统实现 *** 集成并协同工作的情况目前在火电厂中尚为数不多。进一步推动火电厂数字化和信息化的发展，逐步推行现场总线技术与DCS系统的集成是火电厂工业控制及自动化水平发展的趋势。就目前来讲，现场总线技术与DCS集成方式有多种，且组态灵活。根据现场的实际情况，我们知道不少大型火电厂都已装有DCS系统并稳定运行，而现场总线很少或首次引入系统，因此可采用将现场总线层与DCS系统I/O层连接的集成，该方案结构简便易行，其原理如图3所示。从图中可以看出现场总线层通过一个接口卡挂在DCS的I/O层上,将现场总线系统中的数据信息映射成与DCS的I/O总线上的数据信息，使得在DCS控制器所看到的从现场总线开来的信息如同来自一个传统的DCS设备卡一样。这样便实现了在I/O总线上的现场总线技术集成。火电厂输煤系统无论是在规模上，还是在利用已有生产资源的基础上，采用该方案都是可行的，同时也体现了把火电厂某些相对独立控制系统通过现场总线技术纳入DCS系统的合理性。由此可见，现阶段现场总线与系统的并存不仅会给生产用户带来大量收益，而且使用户拥有更多的选择，以实现更合理的监测与控制。

燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中。大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。这样，一方面除使进入锅炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧外，另一方面也可以降低排烟温度，提高热能的利用率。从空气预热器排出的热空气分为两股：一股去磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内，与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内，再由灰浆泵送至灰场。

在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤爱燃烧过程中放出的热量。部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。

汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的另一端带着一太小直流发电机，叫励磁机。励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，使转子成为电磁铁，周围产生磁场。当发电机转子旋转时，磁场也是旋转的，发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流。这样，发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。

释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，从新凝结成水，此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。在循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补给一些水，以保证循环的正常进行。高、底压加热器是为提高循环的热效率所采用的装置，除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀。

以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能→蒸汽的热势能→机械能→电能。在锅炉总，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等。

除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。大型火电厂的保证这些设备的正常运转，火电厂装有大量的仪表，用来监视这些设备的运行状况，同时还设置有自动控制装置，以便及时地对主辅设备进行调节。现代化的火电厂，已采用了先进的计算机分散控制系统。这些控制系统可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情况协调各设备的工作状况，使整个电厂的自动化水平达到了新的高度。自动控制装置及系统已成为火电厂中不可缺少的部分。