Information dynamics of industry
——摘选自国家能源局《进一步规范可再生能源发电项目电力业务许可管理》
10月24日,国家能源局发布关于进一步规范可再生能源发电项目电力业务许可管理的通知,通知明确可再生能源发电项目相关管理人员兼任范围,规范可再生能源发电项目许可登记,调整可再生能源发电项目(机组)许可延续政策、明确异地注册企业电力业务许可管理职责等。
通知提出,光伏发电项目以交流侧容量(逆变器的额定输出功率之和,单位MW)在电力业务许可证中登记,分批投产的可以分批登记。本通知印发前,以光伏组件的标称功率总和(单位MWp)在电力业务许可证中登记的,不再进行变更。
权威之声
10月23日,国务院办公厅发布《关于2023年度国务院推动高质量发展综合督查征集问题线索的公告》,国务院拟于11月组织开展2023年度国务院推动高质量发展综合督查,对北京、天津、河北、内蒙古、吉林、黑龙江、上海、安徽、江西、湖南、广西、海南、重庆、云南、甘肃、宁夏等16个省(区、市)、国务院相关部门进行实地督查。
原文如下:
关于2023年度国务院推动高质量发展综合督查征集问题线索的公告
为推动各地区、各部门认真贯彻落实党中央关于高质量发展决策部署,完整、准确、全面贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,建设现代化经济体系,提升产业链供应链韧性和安全水平,促进经济实现质的有效提升和量的合理增长,国务院拟于11月组织开展2023年度国务院推动高质量发展综合督查,对北京、天津、河北、内蒙古、吉林、黑龙江
、上海、安徽、江西、湖南、广西、海南、重庆、云南、甘肃、宁夏等16个省(区、市)、国务院相关部门进行实地督查。为实现督查提质增效与减轻基层负担并举,国务院办公厅从即日起面向社会征集以下问题线索:
一是阻碍民营经济发展壮大方面的问题线索。
1.有关政府部门涉企乱收费、乱罚款、乱摊派,行政处罚中过罚不当、以罚代管;行业协会商会依托行政机关或者利用行政影响力乱收费,中介机构借助行政资源垄断经营、强制服务、不合理收费。
2.有关地方和单位滥用失信惩戒措施,信用修复机制不完善,影响企业正常生产经营和融资等。
3.有关地方政府对民营企业实行歧视化、差别化待遇,指定国有企业垄断市场,在市场充分竞争领域排除限制公平竞争。
4.有关地方和单位将政务服务事项转为中介服务事项,违法违规设定政务服务事项的前置条件和审批标准,要求企业自行检测、检验、认证、鉴定、公证或提供证明等。
5.有关地方和单位监管标准不统一、规则不透明,存在不公平执法、选择性执法以及让企业“自证清白”式监管等行为。
6.有关地方和单位利用行政或刑事手段干预经济纠纷,超权限、超范围、超数额、超时限查封扣押冻结财产,随意限制民营企业家自由,影响民营企业合法生产经营。
7.有关地方和单位促进民营经济发展壮大的政策措施不衔接不配套甚至相互矛盾。
二是妨碍建设全国统一大市场方面的问题线索。
1.有关地方和单位出台或实际执行含有地方保护、市场分割、指定交易等妨碍统一市场和公平竞争的政策。
2.有关地方和单位违规设置区域壁垒限制外地企业承接工程项目,实施补贴等优惠政策限制外地企业参与。
3.有关地方和单位以备案、注册、年检、认定、认证、指定、要求设立分公司等形式
设定或变相设定外地企业准入障碍,设定不合理或歧视性条件提高企业准入门槛。
4.有关地方和单位采取将企业列入经营异常名录、故意拖延等方式为企业跨区域经营或迁移设置障碍等。
5.有关地方和单位在招标投标和政府采购中,设置不利于外地企业参与竞争的条件,限定或指定特定的专利、商标、品牌、零部件、原产地、供应商等。
6.有关地方在招商引资中恶性竞争,盲目上项目甚至搞政绩工程,不切实际甚至违反财经纪律作出土地、资金等承诺,引入企业或项目后以各种理由不兑现承诺。
三是影响扩大国内需求方面的问题线索。
1.水利、交通、能源等领域重大基础建设项目审批程序繁琐、建设进度迟缓。
2.地方政府专项债券资金拨付不及时、使用不规范。
3.城镇老旧小区改造项目、保障性住房项目未按期开工或者开工后建设进度缓慢。
4.促进汽车、电子产品、家居等大宗消费政策落实不到位,限制符合排放标准的二手车迁入。
5.违规设置障碍限制民间资本参与重大工程和补短板项目建设。
四是影响全面推进乡村振兴方面的问题线索。
1.在乡村振兴工作中脱离实际、急功近利、超越乡村发展阶段大额举债,大干快上遗留“半拉子工程”,不计成本搞“形象工程”“面子工程”。
2.在防返贫动态监测工作中玩数字游戏、组织数据造假,导致脱贫人口收入等数据失真。
3.农田水利设施、高标准农田建设进度慢质量差;农村安全饮水设施建设、供水工程维修养护不到位,水质不合格等。
4.农机购置补贴等涉农补贴发放不及时、不到位。
5.农村寄递物流体系建设不到位,快递进村难,影响农产品出村进城和消费品下乡进
村。
6.在引导土地经营权流转、发展农业适度规模经营工作中违背农民意愿、拖欠流转费用,资本下乡损害农民利益。
7.有关地方遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”工作不力或者“一刀切”。
五是保障和改善民生不到位方面的问题线索。
1.相关方面落实促进高校毕业生、退役军人、农民工、就业困难人员等重点群体就业政策措施不到位。
2.拖欠教师、村医、辅警、环卫工人等群体工资、补助等。
3.相关方面落实教育“双减”政策不到位,教育领域乱收费。
4.城乡有序流动的户籍迁移政策以及以居住证为载体的城镇常住人口基本公共服务落实不到位。
5.养老服务体系建设缓慢,对特困、低保、高龄、失能老年人的兜底保障不足。
6.对困难人员救助帮扶不及时,对低保对象、特困人员增发生活补贴不到位,对残疾人救助帮扶政策落实不到位。
7.灵活就业和新就业形态劳动者权益保障不到位。
同时征集有关地方和单位行政效能低,不作为、慢作为、乱作为等方面相关问题线索,以及对政府工作的意见建议。
经营主体和人民群众如掌握以上方面的问题线索,可以通过国务院“互联网+督查”平台反映。对其中有代表性的问题线索,国务院办公厅将及时转有关方面核查处理,国务院督查组将进行抽查复核。
宏观政策
原文链接:进一步规范可再生能源发电项目电力业务许可管理
10月24日,国家能源局发布关于进一步规范可再生能源发电项目电力业务许可管理的通知,通知明确可再生能源发电项目相关管理人员兼任范围,规范可再生能源发电项目许可登记,调整可再生能源发电项目(机组)许可延续政策、明确异地注册企业电力业务许可管理职责等。
通知提出,光伏发电项目以交流侧容量(逆变器的额定输出功率之和,单位MW)在电力业务许可证中登记,分批投产的可以分批登记。本通知印发前,以光伏组件的标称功率总和(单位MWp)在电力业务许可证中登记的,不再进行变更。
行业聚焦
本周硅料公布价格与上周持平,但实际成交价格已开始松动;硅片、电池片、组件价格延续跌势。受供应链预期跌价因素、需求回温不及预期、PN组件需求转换等因素影响,若需求回温不如预期,厂家排产受新产能增量而增加,在供过于求的状况下,厂家为取得订单恐仍有降幅,不排除P型组件InfoLink平均价格跌破1.1元/W的可能性。
一、InfoLink平台价格
本周产业链上游硅料持稳、硅片价格持稳,P型电池片、组件、N型电池片价格均大幅下跌。产业链各环节价格详情如下:
1、硅料:多晶硅致密料成交均价为8.7万元/吨。
2、硅片:182mm成交均价2.78元/片,210mm成交均价3.68元/片。
3、电池片:182mm电池片成交均价0.57元/W,210mm电池片成交均价0.59元/W,N型电池片成交均价0.63元/W。
4、组件:182mm单玻组件成交均价1.15元/W,价格区间1.05-1.22元/W、182mm双玻组件成交均价1.17元/W,价格区间1.07-1.25元/W;210mm单玻组件成交均价1.16元/W,价格区间1.07-1.22元/W、210mm双玻组件成交均价1.18元/W,价格区间1.10-1.25元/W;N型TOPCon组件成交均价1.23元/W,价格区间1.13-1.25元/W。
以上为InfoLink10月18日公布数据。
二、本周市场实际成交价格
本周182mm高效电池片市场实际成交价格0.52元/W,182mm中低效电池片市场实际成交价格0.48元/W;当前182mm双面双玻组件市场实际成交价格1.04元/W,我公司供华能集团集采价格为:P型182mm双玻1.095元/W,P型182mm单玻1.075元/W,N型组件1.145元/W。
以上为InfoLink10月18日公布数据。
二、本周市场实际成交价格
本周182mm高效电池片市场实际成交价格0.52元/W,182mm中低效电池片市场实际成交价格0.48元/W;当前182mm双面双玻组件市场实际成交价格1.04元/W,我公司供华能集团集采价格为:P型182mm双玻1.095元/W,P型182mm单玻1.075元/W,N型组件1.145元/W。
三、本年度供应链价格走势图
本周硅料公布价格与上周持平,但实际成交价格已开始松动下行。从供给端看,本周起受检修影响的产出逐步恢复,且新投产产能集中于下旬释放增量产出,硅料供给显著增加,在下游拉晶端下调开工率背景下,硅料库存水位将明显抬升,料企调价让利压力骤增。而从需求侧看,硅片垒库现象无好转迹象,硅料采购需求放缓。硅料供给将逐月增加,而拉晶端库存水位高企,采购需求疲弱的背景下,硅料价格下调已箭在弦上,待前期高价订单执行完毕,新签订单的报价将出现回落。
本周硅片价格继续下跌。从供给端看,当下硅片环节库存问题日趋严重,拉晶厂已在不同程度下调自身开工率,其中部分二线硅片厂因成本、库存问题,继续下调开工率。从需求侧看,电池片环节开工率分化明显,一体化厂商开工率维持高位,而部分专业化电池片厂商在价格持续下跌、采购价格高于销售价格情况下,均有减产计划。在库存积压、需求不振、上游跌价等因素交织驱动下,硅片价格仍持续下行。
本周电池片价格继续大幅下跌。从供给端看,电池片环节开工率仍处高位,但无上行迹象,随着N型爬坡落地,N型电池片产出占比继续提升;但因处于调试初期,大部分N型片的效率仍未与P型拉开差距,低效片依旧有价无市,目前N、P型电池片均出现库存压力,中后段厂商将有减产计划。从需求侧看,订单集中于头部组件厂商,其排产有所支撑,而二线专业化厂商开工率下调幅度不一,因此对电池片采购需求有所放缓。当下上游环节跌价,电池片成本下行,组件端价格迫近成本线,且终端需求无明显改善下,势必倒逼电池片继续降价让利。
本周组件价格下跌,上游价格仍处于回调阶段,且价格未稳,组件厂商处于规避跌价贬值风险,未有调高开工率计划,目前仍以消化前期电池片库存以满足近期交接订单需求为主。从排产情况看,由于交货订单主要集中于头部厂商,一二线厂商开工率分化依旧,二线专业化厂商排产情况未见起色。从需求侧看,海外终端消化大量库存仍需时日,当下对现货需求萎靡;而国内终端项目装机需求略有起色,但终端对产业链价格下滑不止仍存疑虑,或将扰乱其采购节奏。当下组件整体需求未见好转,部分厂商或将继续调低价格以刺激终端需求。
疑虑,或将扰乱其采购节奏。当下组件整体需求未见好转,部分厂商或将继续调低价格以刺激终端需求。(图中InfoLink数据以182mm硅片、182mm电池片、182mm单晶双面双玻组件价格为参考)。
四、“一带一路”光伏相关信息
第三届“一带一路”国际合作高峰论坛开幕式10月18日在北京举行。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席开幕式并发表题为《建设开放包容、互联互通、共同发展的世界》的主旨演讲。
在促进绿色发展方面,习近平书记表示中方将持续深化绿色基建、绿色能源、绿色交通等领域合作,加大对“一带一路”绿色发展国际联盟的支持,继续举办“一带一路”绿色创新大会,建设光伏产业对话交流机制和绿色低碳专家网络。落实“一带一路”绿色投资原则,到2030年为伙伴国开展10万人次培训。
五、省内信息
10月17日,山西省能源局印发《关于做好2023年风电、光伏发电开发建设竞争性配置有关工作的通知》,启动15.92GW风光项目竞配。
根据文件,各市主管部门要认真审核把关项目申报材料,结合项目储备库入库情况,坚持公开、公平、公正原则,防范各类风险,初选出前期工作开展扎实、具备开工条件、能够按时建成并网的申报项目。
本次优选拟拟安排风电、光伏保障性并网规模合计1592万千瓦。需要注意的是,晋北采煤沉陷区6GW新能源基地涉及的6区县不再布局省内自用保障性并网光伏发电项目,但其土地资源优先保障晋北新能源基地光伏发电项目。
需要强调的是,国家发改委、国家能源局已于今年5月印发《关于山西晋北采煤沉陷区新能源基地 内蒙古乌兰布和沙漠东北部新能源基地 新疆天山北麓戈壁新能源基地实施方案的复函》,晋能控股集团则作为建设主体。日前,晋北采煤沉陷区大型风电光伏基地建设筹建组已揭牌成立,未来将打造成为全国领先的风光火储一体化综合能源示范基地。
文件要求,项目优选按照单体项目不低于10万千瓦实施基地化规模化发展,落实好土地保障,不得将配套产业等作为本次项目开发建设的门槛。
竞配方案则要求申报企业与属地政府签订资源开发协议,取得县级或县级以上人民政府自然资源、环保、水利、林草等部门出具的支持性文件,落实用地情况,明确项目用地性质、有光伏方阵土地租赁协议等。鼓励国有企业拿出10%(但不限于)股权吸引民营企业参股。
坚持公开、公平、公正原则,防范各类风险,初选出前期工作开展扎实、具备开工条件、能够按时建成并网的申报项目。
本次优选拟拟安排风电、光伏保障性并网规模合计1592万千瓦。需要注意的是,晋北采煤沉陷区6GW新能源基地涉及的6区县不再布局省内自用保障性并网光伏发电项目,但其土地资源优先保障晋北新能源基地光伏发电项目。
需要强调的是,国家发改委、国家能源局已于今年5月印发《关于山西晋北采煤沉陷区新能源基地 内蒙古乌兰布和沙漠东北部新能源基地 新疆天山北麓戈壁新能源基地实施方案的复函》,晋能控股集团则作为建设主体。日前,晋北采煤沉陷区大型风电光伏基地建设筹建组已揭牌成立,未来将打造成为全国领先的风光火储一体化综合能源示范基地。
文件要求,项目优选按照单体项目不低于10万千瓦实施基地化规模化发展,落实好土地保障,不得将配套产业等作为本次项目开发建设的门槛。
竞配方案则要求申报企业与属地政府签订资源开发协议,取得县级或县级以上人民政府自然资源、环保、水利、林草等部门出具的支持性文件,落实用地情况,明确项目用地性质、有光伏方阵土地租赁协议等。鼓励国有企业拿出10%(但不限于)股权吸引民营企业参股。
技术前沿
摘要:制备高导热碳纤维三维(3D)网络结构复合材料的方法主要包括冻干取向法、 电泳沉积法、 静电植绒法、 气流成网-针刺成毡及3D打印法,介绍了不同方法制备碳纤维3D网络结构导热复合材料的研究进展和特点。碳纤维3D网络结构可在复合材料中形成连续的导热通路, 对复合材料的热导率提升有着显著的效果。对导热复合材料未来的发展方向进行了展望。
背景介绍
近年来, 随着电子技术的飞速发展, 各种电子元器件向着微小化、 集成化方向发展。电子元器件的功率也越来越高, 其中有相当一部分电能转化为热能。特别是集成电路、照明设备及大功率设备中的电子元器件, 如果其散热性不良, 将会导致热能堆积, 温度过高, 最终会影响设备的使用寿命或损坏设备。因此人们对于电子材料导热性能的要求越来越高。由于电子元器件特殊的工作环境及加工环境, 要求材料在拥有优异导热性的同时还要拥有密度低、 力学性能优异、 热膨胀系数低、 耐化学腐蚀性好、 易于加工等特性。
随着导热材料的不断发展, 轻质耐高温材料以及拥有良好热导率的材料在航空、航天等高端领域得到广泛应用。通过将导热材料与高分子材料复合制备的高分子导热复合材料可以满足各种场景下的应用。因此非常有必要对导热高分子复合材料的制备方法进行总结, 为高导热高分子复合材料的制备及应用提供参考。
树脂基复合材料具有优异的加工性能、 较好的化学性能, 与传统金属陶瓷材料相比, 具有质轻、 成本低的特点, 但是其导热性能差的缺点, 在很大程度上限制了其应用。在保证复合材料原本优良性能的条件下, 研究人员采用多种方法提高其热导率。其中提高其导热性能最常用的的方法之一是填料填充法。填料填充法可以使用各种高导热填料来提高复合材料的热导率。高导热填料主要包括纳米金属颗粒基(如Ag)、金属氧化物(如Al2O3,MgO)、氮化物(如BN)等, 碳材料(如碳纤维)等。
常规填料填充方法虽然其制备工艺简单, 但要获得较高的热导率需要较高的填充量。高填充量会提高物料混合加工时的黏度, 给加工带来困难, 增加复合材料的密度, 使复合材料的力学性能等受损。提高复合材料的热导率主要是通过填料在复合材料中形成逾渗结构, 即构建导热通路来实现。碳纤维因其质轻、 导热性能优异、 抗疲劳性及耐腐蚀性好等特点, 成为一种优异的导热填料。近年来, 以碳纤维作为导热填料制成的三维(3D)网络骨架结构来提高复合材料的热导率逐渐成为研究热点。
碳纤维通过在复合材料基体中形成导热网络, 提高了复合材料的热导率。复合材料基体种类及碳纤维在基体中的排列方式对复合材料的导热性能有较大影响。常见的构筑3D网络结构的基体主要包括环氧树脂,酚醛树脂,不饱和聚酯树脂等。
高填充量会提高物料混合加工时的黏度, 给加工带来困难, 增加复合材料的密度, 使复合材料的力学性能等受损。提高复合材料的热导率主要是通过填料在复合材料中形成逾渗结构, 即构建导热通路来实现。碳纤维因其质轻、 导热性能优异、 抗疲劳性及耐腐蚀性好等特点, 成为一种优异的导热填料。近年来, 以碳纤维作为导热填料制成的三维(3D)网络骨架结构来提高复合材料的热导率逐渐成为研究热点。
碳纤维通过在复合材料基体中形成导热网络, 提高了复合材料的热导率。复合材料基体种类及碳纤维在基体中的排列方式对复合材料的导热性能有较大影响。常见的构筑3D网络结构的基体主要包括环氧树脂,酚醛树脂,不饱和聚酯树脂等。
改善材料导热性能的关键是制备具有取向结构的碳纤维, 形成3D网络结构。
近年来几种常见的制备碳纤维3D网络结构导热复合材料的方法, 主要包括冻干取向法、电泳沉积法、静电植绒法、气流成网-针刺成毡法及3D打印法等。这些方法可以在保证较低填料含量的基础上, 明显提高复合材料的热导率。
01 冻干取向法
冻干取向法是通过控制垂直的温度梯度,使得冰垂直向上生长,从而使碳纤维沿着冰的方向垂直排列,并在粘合剂的作用下保持垂直方向的方法。通过冻干取向,碳纤维可以形成平行排列的取向结构,热量可以在取向结构中快速传递,从而可以获得较高的热导率。在传统方法中,并没有充分利用碳纤维作为一维导热材料在轴向具有较高导热性能的特点,冻干取向法是近年来发展起来的制备导热复合材料的一种有效方法,通过冷冻干燥,得到连通的碳纤维 3D 网络结构。
Ma 等利用冻干法制备碳纤维 3D 网络结构增强环氧树脂导热复合材料,提高了复合材料的导热性能。碳纤维 3D 网络结构导热复合材料的制备分 4 个步骤:(1) 首先将碳 纤维分散在含有添加剂 ( 羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素 ) 的溶液中;(2) 将混合物置于铜块表面,铜块底部浸入液氮, 液氮使溶液沿垂直方向冻结,碳纤维沿冰晶生长方向进行取向;(3) 将样品放入冻干机中,使冰升华,得到碳纤维 3D 网络多孔结构;(4) 最后将纤维 3D 网络结构浸渍到环氧树脂中,固化得到碳纤维 3D 网络结构增强环氧树脂导热复合材料。图 1 是冻干取向法制备碳纤维 3D 网络结构增强环氧树脂导热复合材料的示意图。
实验结果表明,随着碳纤维 3D 网络结构含量的增加, 碳纤维 3D 网络结构导热复合材料的热导率增大。作为一种工业上广泛用于制备碳纤维 3D 网络结构导热复合材料的方法,冻干取向法具有操作简单、成本低、定向性强等优点。但其中作为影响热导率关键的碳纤维 3D 网络结构仍需要进一步优化,以得到更高热导率的碳纤维 3D 网络结构导热复合材料。
02 电泳沉积法入标题
电泳沉积法是通过电镀的方法,将金属材料电镀到碳 纤维表面,从而改善材料导热性能的方法。碳纤维和碳纤维之间具有界面热阻,而电镀沉积的金属可以改善纤维之间的界面性能,使得纤维之间形成网络结构,从而形成高导热通路,进而提高复合材料的热导率。电泳沉积法是一种有效的材料涂覆和改善复合材料界面特性的方法。
Xu 等通过电镀的方法,在碳纤维表面覆盖一层铜,制备了碳纤维 3D 网络结构增强环氧树脂导热复合材料。在碳纤维毡表面形成的铜膜网络形成连续的导热通路,将环氧树脂浸渍到镀铜的碳纤维毡上制得导热复合材料,其热导率达到 3.069 W/(m · K),与纯环氧树脂的热导率相比有明显提高。与浸涂、旋涂等传统喷涂相比,电泳沉积法可以快速沉积金属材料,并能有效控制碳纤维表面金属材料的厚度。图 2 是电泳沉积法制备碳纤维 3D 网络结构增强环氧树脂导热复合材料示意图。
表 2 给出了电泳沉积法制备的几种碳纤维 3D 网络结构导热复合材料的热导率。由表 2 可以看出,导热复合材料的热导率为 2.519~6.140 W/(m · K),相较于纯环氧树脂的热导率有很大改善。研究表明 ,复合材料的热导率与沉积的镀层厚度有关,起初复合材料的热导率随镀层厚度增加而增大,但达到一定厚度时复合材料的热导率降低,这可能是由于铜的大量沉积,导致裂纹和气隙形成,而使得热导率下降。
电泳沉积法操作简便,可以通过溶液的浓度和沉积时间有效地控制镀层在碳纤维表面的厚度,但同时电泳沉积法对于碳纤维表面的平整度和厚度有很高的要求,光滑的碳纤维表面更有利于镀层在碳纤维表面的分布,显著增强复合材料的导热性能。
03 静电植绒法
静电植绒法是制备碳纤维增强复合材料的一种简单方 法。将碳纤维放入静电场中,碳纤维在电场作用下形成并排取向的碳纤维 3D 网络结构,碳纤维在 Z 向上高度取向,热量可以沿着碳纤维的轴向进行快速传播,从而形成高导热通路,最终提高复合材料的导热性能。图 3 是 Uetani 等通过静电植绒法制备碳纤维 3D 网络结构增强光固化树脂导热复合材料示意图,碳纤维在落地过程中与负极板接触,带负电的碳纤维在电场的作用下,垂直插入涂覆在正极板上的粘合剂中,得到碳纤维 3D 网络结构,浸渍光固化树脂,得到碳纤维 3D 网络结构增强光固化树脂导热复合材料。
电泳沉积法操作简便,可以通过溶液的浓度和沉积时间有效地控制镀层在碳纤维表面的厚度,但同时电泳沉积法对于碳纤维表面的平整度和厚度有很高的要求,光滑的碳纤维表面更有利于镀层在碳纤维表面的分布,显著增强复合材料的导热性能。
03 静电植绒法
静电植绒法是制备碳纤维增强复合材料的一种简单方 法。将碳纤维放入静电场中,碳纤维在电场作用下形成并排取向的碳纤维 3D 网络结构,碳纤维在 Z 向上高度取向,热量可以沿着碳纤维的轴向进行快速传播,从而形成高导热通路,最终提高复合材料的导热性能。图 3 是 Uetani 等通过静电植绒法制备碳纤维 3D 网络结构增强光固化树脂导热复合材料示意图,碳纤维在落地过程中与负极板接触,带负电的碳纤维在电场的作用下,垂直插入涂覆在正极板上的粘合剂中,得到碳纤维 3D 网络结构,浸渍光固化树脂,得到碳纤维 3D 网络结构增强光固化树脂导热复合材料。
表 3 给出了静电植绒法制备的几种碳纤维 3D 网络结构导热复合材料的热导率。由表 3 可以看出,相比纯环氧树脂,导热复合材料的热导率明显提高,热导率为 1.2~ 23.3 W/(m · K)。
作为一种新兴的生产工艺,静电植绒法制备碳纤维 3D 网络结构导热复合材料的应用并不广泛,但作为一种简单的可以有效制备碳纤维 3D 网络结构的方法,未来的应用前景十分广阔。
04 气流成网 - 针刺成毡法
气流成网 - 针刺成毡法是指通过气流网络技术,以碳纤维为原料,制成多层碳纤维软垫,采用数组针对碳纤维软垫进行针刺,而后压缩,浸渍树脂,并炭化来制备碳纤维 3D 网络结构的一种方法。在压缩过程中,X-Y 平面上的少量碳纤维会转移至 Z 方向,增强了层间碳纤维的结合力。通过烧结, 不同层间的树脂变为残炭,将不同层间的碳纤维连接在一起,制得碳纤维 3D 网络结构,从而形成高导热通路,通过浸渍基体树脂,获得碳纤维 3D 网络结构导热复合材料。
Wu 等首先采用气流网络技术将碳纤维制成碳纤维毡,然后将酚醛树脂溶解在乙醇溶液中,形成 35% 的酚醛溶液。在 175℃浸渍 3~6 h,在碳纤维毡上覆盖酚醛树脂,将酚醛树脂在 2 400℃时炭化,制得碳纤维 3D 网络结构,通过浸渍环氧树脂,制得碳纤维 3D 网络结构增强环氧树脂导热复合材料,其热导率达 6.20 W/(m · K)。
由表 4 可以看出,导热复合材料的热导率为 2.13~6.20 W/(m · K),导热复合材料的热导率得到显著提高。
气流成网 - 针刺成毡法可以提高碳纤维 3D 网络结构中北纤维之间的接触面积。纤维之间的接触面积随着压缩比的增加而增大,因此导热路径也随之增大,提高了复合材料的热导率。
05 3D 打印法
3D 打印法是应用 3D 打印技术,将碳纤维与基体混合, 通过 3D 打印机打印制得材料的一种方法。由于在打印过程中剪切力会导致碳纤维保持特定取向,故碳纤维会对准打印针孔流出,在离开打印针时具有方向性。通过 3D 打印法可以制备具有一定取向结构的碳纤维 3D 网络结构导热复合材料,当热量在取向方向上传递时可以沿着碳纤维的轴向进行快速传输,从而可以获得高热导率的碳纤维 3D 网络结构导热复合材料。
Ren等将不同含量的碳纤维分散到环氧树脂基体中, 搅拌使其混合均匀,充分搅拌后,在真空干燥箱中抽真空、脱气去除气泡、加热,通过 3D 打印机在模具中打印。将模具放入烘箱中进行保温,最终得到碳纤维 3D 网络结构增强环氧树脂导热复合材料。
相较于其它制备方法,3D 打印法的最大优势在于可以快速成型,并且可以根据自身需求制备成不同的形状,加工 方便、成本低 。
结语
介绍了制备高导热碳纤维 3D 网络结构复合材料的方 法,包括冻干取向法、电泳沉积法、静电植绒法、气流成网 - 针刺成毡法和3D打印法。上述方法通过对碳纤维进行取向, 提升了复合材料的热导率。但由于制备工艺的局限性,复合材料的热导率仍很难满足如今人们对于电子设备散热的需求。为了获得更高的热导率的复合材料并大规模工业化生产,对于碳纤维的排列取向以及制备工艺仍需要进一步改善。
专业评论
四川甘孜州,深山峡谷,雅砻江奔涌而下。
这里不仅是我国重要的水电开发基地,且其风光可开发资源超过1亿千瓦,被誉为高原上的绿色“宝藏”,跻身国家“十四五”九大清洁能源基地之一。
2023年6月25日,雅砻江两河口水电站,全球海拔最高的水电站水光互补一期——柯拉光伏电站正式投产,一举刷新了全球水光互补电站的吉尼斯纪录,将水光互补开发规模首次提升至百万千瓦级。
不仅如此,该电站的投产,也迈出了探索以新能源为主的现代能源体系建设的重要一步,成为检验我国光伏技术创新的最佳竞技场。
全球之最
出发即高点,这是柯拉光伏电站的自带属性,但其备受关注的则是创下的无数“全球之最”。
作为两河口水电站的重要互补工程,柯拉光伏电站总规划3.2GW,此次一期并网1GW,电站场址面积超1600万平方米,相当于2000个标准足球场。
而设备用量更是惊人。据悉,一期电站光伏基础桩共计52.7万根,光伏支架用钢量近5万吨,相当于再造一座“鸟巢”体育馆;光伏组件超过200万块,可覆盖3个北京大兴机场的面积,运输距离2400公里,横跨半个中国。
规模之大却并不是柯拉光伏电站的最大“拦路虎”。柯拉一期光伏电站施工区最高海拔4600米,氧气含量较平原地区低50%,人员、机械严重降效。
但与施工难度形成极限对比的则是项目带来的巨大经济和社会效应。据了解,柯拉项目所在区域为纯牧业乡,经济欠发达。
柯拉光伏电站谱写了乡村振兴的最佳篇章,通过抬高组件离地高度,保障牛羊放牧空间,实现“牧光”互补,叠加道路、水利等基础设施全面升级,施工、维护等工作岗位广纳贤才、“授人以渔”,改善基础设施,“光伏+N”持续带动教育、农牧、旅游、交通等协同发展。
“来时荒郊野岭,走时万家灯火。”这是项目建设者的普遍心声。
更值得关注的是,光伏、风电等新能源往往被诟病的“垃圾电”、消纳弊端,柯拉光伏电站则是将通过500kV输电线路接入两河口水电站,充分利用水电的调节作用,抑制“靠天吃饭”短板,与水力发电形成天然互补,从而打造百分之百清洁能源大规模集中开发的新样板。
最强“基因”
高期望、高标准、高难度,决定了柯拉光伏电站设备选型之难,最强“基因”构成也成为业内关注的另一大焦点。
据悉,项目核心设备光伏组件选用了晶澳、正泰、晶科3家龙头企业的TOPCon组件,这是目前国内少数大规模应用n型组件的基地项目。且组件为双面双玻组件,背面亦可以吸收地面反射光,雪天时发电效率能提升约20%。
而另一大核心设备逆变器则全部采用华为智能组串式逆变器。背后原因不难猜测,高海拔、高寒环境对设备的高效、可靠以及耐久性提出了极高要求,华为组串式逆变器在保障高效发电的同时,其IP66高防护等级可以支持设备在高原室外高寒环境下平稳可靠运行。作为通讯巨擘,华为通讯革新相伴而行,光伏区到箱变侧的通讯采用MBUS技术(宽带电力载波),将通讯信号加载在功率线缆上传输,针对GW级的大基地电站,节省通讯线缆成本,并且保证了远距离传输下的数据可靠性。
事实上,于业内率先提出将数字技术与电力电子技术相融合的华为,不仅仅局限于逆变器,而是从发电端至运维端,充分挖掘系统潜力,引领光伏电站“数智化”变革,这也是华为短时间内便引领行业的杀手锏。
地处恶劣环境且规模庞大的柯拉光伏电站,对智能运维需求迫在眉睫。一方面华为智能组串分断技术(SSLD-TECH),融入数字化手段智能识别直流侧故障并主动分断,避免起火风险,保障电站安全可靠运行;另一方面,智能IV诊断技术可在线全量检测组串健康度,快速扫描定位故障,融合无人机智能巡检系统(CV),识别遮挡、热斑、隐裂等问题,让运维走向智能化、精准化。
业内外高度关注的并网能力,华为智能并网算法重构并网,从极弱电网 (SCR=1.1)到极强电网(SCR=5),以及系统高串补度(SCCR=0.7)下,均能可靠并网,有效支撑整个新能源场站稳定送出。
据介绍,柯拉一期光伏电站投产后,雅砻江流域清洁能源基地发电规模超过2000万千瓦。待全部建成后,基地总规模将超1亿千瓦,相当于四座三峡水电站的装机规模,每年可贡献清洁电力2200亿千瓦时,足够1亿个家庭使用。
毫无疑问,作为全球“碳中和”的样板之作,雅砻江清洁能源基地开发经验被翘首期待。2023年9月23日,雅砻江流域水电开发有限公司再与华为数字能源成立联合创新中心,将持续推动水风光一体化示范基地智能建设、智能运营等复杂关键技术研发,实现水风光资源综合效益最大化,并向全球提供可借鉴、可复制、可推广的经验。
展会时间:2023年11月8日至11月10日
展会地点:广东珠海国际会展中心
主办单位:中国光伏行业协会
展会简介:积极有序发展光能源、硅能源、氢能源、可再生能源,推动能源电子产业链供应链上下游协同发展,形成动态平衡的良性产业生态。由广东省工业和信息化厅、中国电子信息产业发展研究院、中国光伏行业协会、珠海市人民政府联合主办,北京赛迪会展有限公司、珠海市工业和信息化局、珠海华发集团、广东新型储能研究院共同承办的2023能源电子产业发展大会暨广东新型储能产业发展高峰论坛和2023能源电子博览会将于11月8-10日在珠海国际会展中心举办。同期举办2023光伏行业技术年会暨光伏行业技术百人会,会议按照产业链主要环节设置主论坛和十多场分论坛,旨在为行业技术发展带来新的思路和方向,助力加速技术创新与产业发展。
诚挚邀请各会员及有关单位积极参与展会和会议活动,展示新产品、发布新成果、拓展新市场。
主办咨询 中国光伏行业协会 王一然 010-68207623
承办咨询 北京赛迪会展有限公司 韩丹 010-88558112
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