Information dynamics of industry
——摘選自國家能源局《進一步規范可再生能源發電項目電力業務許可管理》
10月24日,國家能源局發布關于進一步規范可再生能源發電項目電力業務許可管理的通知,通知明確可再生能源發電項目相關管理人員兼任范圍,規范可再生能源發電項目許可登記,調整可再生能源發電項目(機組)許可延續政策、明確異地注冊企業電力業務許可管理職責等。
通知提出,光伏發電項目以交流側容量(逆變器的額定輸出功率之和,單位MW)在電力業務許可證中登記,分批投產的可以分批登記。本通知印發前,以光伏組件的標稱功率總和(單位MWp)在電力業務許可證中登記的,不再進行變更。
目 錄? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? CONTENTS
權威之聲
10月23日,國務院辦公廳發布《關于2023年度國務院推動高質量發展綜合督查征集問題線索的公告》,國務院擬于11月組織開展2023年度國務院推動高質量發展綜合督查,對北京、天津、河北、內蒙古、吉林、黑龍江、上海、安徽、江西、湖南、廣西、海南、重慶、云南、甘肅、寧夏等16個省(區、市)、國務院相關部門進行實地督查。
原文如下:
關于2023年度國務院推動高質量發展綜合督查征集問題線索的公告
為推動各地區、各部門認真貫徹落實黨中央關于高質量發展決策部署,完整、準確、全面貫徹新發展理念,加快構建新發展格局,建設現代化經濟體系,提升產業鏈供應鏈韌性和安全水平,促進經濟實現質的有效提升和量的合理增長,國務院擬于11月組織開展2023年度國務院推動高質量發展綜合督查,對北京、天津、河北、內蒙古、吉林、黑龍江
、上海、安徽、江西、湖南、廣西、海南、重慶、云南、甘肅、寧夏等16個省(區、市)、國務院相關部門進行實地督查。為實現督查提質增效與減輕基層負擔并舉,國務院辦公廳從即日起面向社會征集以下問題線索:
? ? ? ?一是阻礙民營經濟發展壯大方面的問題線索。
? ? ? ?1.有關政府部門涉企亂收費、亂罰款、亂攤派,行政處罰中過罰不當、以罰代管;行業協會商會依托行政機關或者利用行政影響力亂收費,中介機構借助行政資源壟斷經營、強制服務、不合理收費。
? ? ? ?2.有關地方和單位濫用失信懲戒措施,信用修復機制不完善,影響企業正常生產經營和融資等。
? ? ? ?3.有關地方政府對民營企業實行歧視化、差別化待遇,指定國有企業壟斷市場,在市場充分競爭領域排除限制公平競爭。
? ? ? ?4.有關地方和單位將政務服務事項轉為中介服務事項,違法違規設定政務服務事項的前置條件和審批標準,要求企業自行檢測、檢驗、認證、鑒定、公證或提供證明等。
? ? ? ?5.有關地方和單位監管標準不統一、規則不透明,存在不公平執法、選擇性執法以及讓企業“自證清白”式監管等行為。
? ? ? ?6.有關地方和單位利用行政或刑事手段干預經濟糾紛,超權限、超范圍、超數額、超時限查封扣押凍結財產,隨意限制民營企業家自由,影響民營企業合法生產經營。
? ? ? ?7.有關地方和單位促進民營經濟發展壯大的政策措施不銜接不配套甚至相互矛盾。
? ? ? ?二是妨礙建設全國統一大市場方面的問題線索。
? ? ? ?1.有關地方和單位出臺或實際執行含有地方保護、市場分割、指定交易等妨礙統一市場和公平競爭的政策。
? ? ? ?2.有關地方和單位違規設置區域壁壘限制外地企業承接工程項目,實施補貼等優惠政策限制外地企業參與。
? ? ? ?3.有關地方和單位以備案、注冊、年檢、認定、認證、指定、要求設立分公司等形式
設定或變相設定外地企業準入障礙,設定不合理或歧視性條件提高企業準入門檻。
? ? ? ?4.有關地方和單位采取將企業列入經營異常名錄、故意拖延等方式為企業跨區域經營或遷移設置障礙等。
? ? ? ?5.有關地方和單位在招標投標和政府采購中,設置不利于外地企業參與競爭的條件,限定或指定特定的專利、商標、品牌、零部件、原產地、供應商等。
? ? ? ?6.有關地方在招商引資中惡性競爭,盲目上項目甚至搞政績工程,不切實際甚至違反財經紀律作出土地、資金等承諾,引入企業或項目后以各種理由不兌現承諾。
? ? ? ?三是影響擴大國內需求方面的問題線索。
? ? ? ?1.水利、交通、能源等領域重大基礎建設項目審批程序繁瑣、建設進度遲緩。
? ? ? ?2.地方政府專項債券資金撥付不及時、使用不規范。
? ? ? ?3.城鎮老舊小區改造項目、保障性住房項目未按期開工或者開工后建設進度緩慢。
? ? ? ?4.促進汽車、電子產品、家居等大宗消費政策落實不到位,限制符合排放標準的二手車遷入。
? ? ? ?5.違規設置障礙限制民間資本參與重大工程和補短板項目建設。
? ? ? ?四是影響全面推進鄉村振興方面的問題線索。
? ? ? ?1.在鄉村振興工作中脫離實際、急功近利、超越鄉村發展階段大額舉債,大干快上遺留“半拉子工程”,不計成本搞“形象工程”“面子工程”。
? ? ? ?2.在防返貧動態監測工作中玩數字游戲、組織數據造假,導致脫貧人口收入等數據失真。
? ? ? ?3.農田水利設施、高標準農田建設進度慢質量差;農村安全飲水設施建設、供水工程維修養護不到位,水質不合格等。
? ? ? ?4.農機購置補貼等涉農補貼發放不及時、不到位。
? ? ? ?5.農村寄遞物流體系建設不到位,快遞進村難,影響農產品出村進城和消費品下鄉進
村。
? ? ? ?6.在引導土地經營權流轉、發展農業適度規模經營工作中違背農民意愿、拖欠流轉費用,資本下鄉損害農民利益。
? ? ? ?7.有關地方遏制耕地“非農化”、防止“非糧化”工作不力或者“一刀切”。
? ? ? ?五是保障和改善民生不到位方面的問題線索。
? ? ? ?1.相關方面落實促進高校畢業生、退役軍人、農民工、就業困難人員等重點群體就業政策措施不到位。
? ? ? ?2.拖欠教師、村醫、輔警、環衛工人等群體工資、補助等。
? ? ? ?3.相關方面落實教育“雙減”政策不到位,教育領域亂收費。
? ? ? ?4.城鄉有序流動的戶籍遷移政策以及以居住證為載體的城鎮常住人口基本公共服務落實不到位。
? ? ? ?5.養老服務體系建設緩慢,對特困、低保、高齡、失能老年人的兜底保障不足。
? ? ? ?6.對困難人員救助幫扶不及時,對低保對象、特困人員增發生活補貼不到位,對殘疾人救助幫扶政策落實不到位。
? ? ? ?7.靈活就業和新就業形態勞動者權益保障不到位。
? ? ? ?同時征集有關地方和單位行政效能低,不作為、慢作為、亂作為等方面相關問題線索,以及對政府工作的意見建議。
? ? ? ?經營主體和人民群眾如掌握以上方面的問題線索,可以通過國務院“互聯網+督查”平臺反映。對其中有代表性的問題線索,國務院辦公廳將及時轉有關方面核查處理,國務院督查組將進行抽查復核。
宏觀政策
原文鏈接:進一步規范可再生能源發電項目電力業務許可管理
10月24日,國家能源局發布關于進一步規范可再生能源發電項目電力業務許可管理的通知,通知明確可再生能源發電項目相關管理人員兼任范圍,規范可再生能源發電項目許可登記,調整可再生能源發電項目(機組)許可延續政策、明確異地注冊企業電力業務許可管理職責等。
通知提出,光伏發電項目以交流側容量(逆變器的額定輸出功率之和,單位MW)在電力業務許可證中登記,分批投產的可以分批登記。本通知印發前,以光伏組件的標稱功率總和(單位MWp)在電力業務許可證中登記的,不再進行變更。
行業聚焦
本周硅料公布價格與上周持平,但實際成交價格已開始松動;硅片、電池片、組件價格延續跌勢。受供應鏈預期跌價因素、需求回溫不及預期、PN組件需求轉換等因素影響,若需求回溫不如預期,廠家排產受新產能增量而增加,在供過于求的狀況下,廠家為取得訂單恐仍有降幅,不排除P型組件InfoLink平均價格跌破1.1元/W的可能性。
一、InfoLink平臺價格
本周產業鏈上游硅料持穩、硅片價格持穩,P型電池片、組件、N型電池片價格均大幅下跌。產業鏈各環節價格詳情如下:
1、硅料:多晶硅致密料成交均價為8.7萬元/噸。
2、硅片:182mm成交均價2.78元/片,210mm成交均價3.68元/片。
3、電池片:182mm電池片成交均價0.57元/W,210mm電池片成交均價0.59元/W,N型電池片成交均價0.63元/W。
4、組件:182mm單玻組件成交均價1.15元/W,價格區間1.05-1.22元/W、182mm雙玻組件成交均價1.17元/W,價格區間1.07-1.25元/W;210mm單玻組件成交均價1.16元/W,價格區間1.07-1.22元/W、210mm雙玻組件成交均價1.18元/W,價格區間1.10-1.25元/W;N型TOPCon組件成交均價1.23元/W,價格區間1.13-1.25元/W。
以上為InfoLink10月18日公布數據。
二、本周市場實際成交價格
本周182mm高效電池片市場實際成交價格0.52元/W,182mm中低效電池片市場實際成交價格0.48元/W;當前182mm雙面雙玻組件市場實際成交價格1.04元/W,我公司供華能集團集采價格為:P型182mm雙玻1.095元/W,P型182mm單玻1.075元/W,N型組件1.145元/W。
以上為InfoLink10月18日公布數據。
二、本周市場實際成交價格
本周182mm高效電池片市場實際成交價格0.52元/W,182mm中低效電池片市場實際成交價格0.48元/W;當前182mm雙面雙玻組件市場實際成交價格1.04元/W,我公司供華能集團集采價格為:P型182mm雙玻1.095元/W,P型182mm單玻1.075元/W,N型組件1.145元/W。
三、本年度供應鏈價格走勢圖
本周硅料公布價格與上周持平,但實際成交價格已開始松動下行。從供給端看,本周起受檢修影響的產出逐步恢復,且新投產產能集中于下旬釋放增量產出,硅料供給顯著增加,在下游拉晶端下調開工率背景下,硅料庫存水位將明顯抬升,料企調價讓利壓力驟增。而從需求側看,硅片壘庫現象無好轉跡象,硅料采購需求放緩。硅料供給將逐月增加,而拉晶端庫存水位高企,采購需求疲弱的背景下,硅料價格下調已箭在弦上,待前期高價訂單執行完畢,新簽訂單的報價將出現回落。
本周硅片價格繼續下跌。從供給端看,當下硅片環節庫存問題日趨嚴重,拉晶廠已在不同程度下調自身開工率,其中部分二線硅片廠因成本、庫存問題,繼續下調開工率。從需求側看,電池片環節開工率分化明顯,一體化廠商開工率維持高位,而部分專業化電池片廠商在價格持續下跌、采購價格高于銷售價格情況下,均有減產計劃。在庫存積壓、需求不振、上游跌價等因素交織驅動下,硅片價格仍持續下行。
本周電池片價格繼續大幅下跌。從供給端看,電池片環節開工率仍處高位,但無上行跡象,隨著N型爬坡落地,N型電池片產出占比繼續提升;但因處于調試初期,大部分N型片的效率仍未與P型拉開差距,低效片依舊有價無市,目前N、P型電池片均出現庫存壓力,中后段廠商將有減產計劃。從需求側看,訂單集中于頭部組件廠商,其排產有所支撐,而二線專業化廠商開工率下調幅度不一,因此對電池片采購需求有所放緩。當下上游環節跌價,電池片成本下行,組件端價格迫近成本線,且終端需求無明顯改善下,勢必倒逼電池片繼續降價讓利。
本周組件價格下跌,上游價格仍處于回調階段,且價格未穩,組件廠商處于規避跌價貶值風險,未有調高開工率計劃,目前仍以消化前期電池片庫存以滿足近期交接訂單需求為主。從排產情況看,由于交貨訂單主要集中于頭部廠商,一二線廠商開工率分化依舊,二線專業化廠商排產情況未見起色。從需求側看,海外終端消化大量庫存仍需時日,當下對現貨需求萎靡;而國內終端項目裝機需求略有起色,但終端對產業鏈價格下滑不止仍存疑慮,或將擾亂其采購節奏。當下組件整體需求未見好轉,部分廠商或將繼續調低價格以刺激終端需求。
疑慮,或將擾亂其采購節奏。當下組件整體需求未見好轉,部分廠商或將繼續調低價格以刺激終端需求。(圖中InfoLink數據以182mm硅片、182mm電池片、182mm單晶雙面雙玻組件價格為參考)。
? ? ? ?四、“一帶一路”光伏相關信息
? ? ? ?第三屆“一帶一路”國際合作高峰論壇開幕式10月18日在北京舉行。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席開幕式并發表題為《建設開放包容、互聯互通、共同發展的世界》的主旨演講。
? ? ? ?在促進綠色發展方面,習近平書記表示中方將持續深化綠色基建、綠色能源、綠色交通等領域合作,加大對“一帶一路”綠色發展國際聯盟的支持,繼續舉辦“一帶一路”綠色創新大會,建設光伏產業對話交流機制和綠色低碳專家網絡。落實“一帶一路”綠色投資原則,到2030年為伙伴國開展10萬人次培訓。
? ? ? ?五、省內信息
? ? ? ?10月17日,山西省能源局印發《關于做好2023年風電、光伏發電開發建設競爭性配置有關工作的通知》,啟動15.92GW風光項目競配。
? ? ? ?根據文件,各市主管部門要認真審核把關項目申報材料,結合項目儲備庫入庫情況,堅持公開、公平、公正原則,防范各類風險,初選出前期工作開展扎實、具備開工條件、能夠按時建成并網的申報項目。
本次優選擬擬安排風電、光伏保障性并網規模合計1592萬千瓦。需要注意的是,晉北采煤沉陷區6GW新能源基地涉及的6區縣不再布局省內自用保障性并網光伏發電項目,但其土地資源優先保障晉北新能源基地光伏發電項目。
需要強調的是,國家發改委、國家能源局已于今年5月印發《關于山西晉北采煤沉陷區新能源基地 內蒙古烏蘭布和沙漠東北部新能源基地 新疆天山北麓戈壁新能源基地實施方案的復函》,晉能控股集團則作為建設主體。日前,晉北采煤沉陷區大型風電光伏基地建設籌建組已揭牌成立,未來將打造成為全國領先的風光火儲一體化綜合能源示范基地。
文件要求,項目優選按照單體項目不低于10萬千瓦實施基地化規模化發展,落實好土地保障,不得將配套產業等作為本次項目開發建設的門檻。
競配方案則要求申報企業與屬地政府簽訂資源開發協議,取得縣級或縣級以上人民政府自然資源、環保、水利、林草等部門出具的支持性文件,落實用地情況,明確項目用地性質、有光伏方陣土地租賃協議等。鼓勵國有企業拿出10%(但不限于)股權吸引民營企業參股。
堅持公開、公平、公正原則,防范各類風險,初選出前期工作開展扎實、具備開工條件、能夠按時建成并網的申報項目。
? ? ? ?本次優選擬擬安排風電、光伏保障性并網規模合計1592萬千瓦。需要注意的是,晉北采煤沉陷區6GW新能源基地涉及的6區縣不再布局省內自用保障性并網光伏發電項目,但其土地資源優先保障晉北新能源基地光伏發電項目。
? ? ? ?需要強調的是,國家發改委、國家能源局已于今年5月印發《關于山西晉北采煤沉陷區新能源基地 內蒙古烏蘭布和沙漠東北部新能源基地 新疆天山北麓戈壁新能源基地實施方案的復函》,晉能控股集團則作為建設主體。日前,晉北采煤沉陷區大型風電光伏基地建設籌建組已揭牌成立,未來將打造成為全國領先的風光火儲一體化綜合能源示范基地。
? ? ? ?文件要求,項目優選按照單體項目不低于10萬千瓦實施基地化規模化發展,落實好土地保障,不得將配套產業等作為本次項目開發建設的門檻。
? ? ? ?競配方案則要求申報企業與屬地政府簽訂資源開發協議,取得縣級或縣級以上人民政府自然資源、環保、水利、林草等部門出具的支持性文件,落實用地情況,明確項目用地性質、有光伏方陣土地租賃協議等。鼓勵國有企業拿出10%(但不限于)股權吸引民營企業參股。
技術前沿
摘要:制備高導熱碳纖維三維(3D)網絡結構復合材料的方法主要包括凍干取向法、 電泳沉積法、 靜電植絨法、 氣流成網-針刺成氈及3D打印法,介紹了不同方法制備碳纖維3D網絡結構導熱復合材料的研究進展和特點。碳纖維3D網絡結構可在復合材料中形成連續的導熱通路, 對復合材料的熱導率提升有著顯著的效果。對導熱復合材料未來的發展方向進行了展望。
背景介紹
近年來, 隨著電子技術的飛速發展, 各種電子元器件向著微小化、 集成化方向發展。電子元器件的功率也越來越高, 其中有相當一部分電能轉化為熱能。特別是集成電路、照明設備及大功率設備中的電子元器件, 如果其散熱性不良, 將會導致熱能堆積, 溫度過高, 最終會影響設備的使用壽命或損壞設備。因此人們對于電子材料導熱性能的要求越來越高。由于電子元器件特殊的工作環境及加工環境, 要求材料在擁有優異導熱性的同時還要擁有密度低、 力學性能優異、 熱膨脹系數低、 耐化學腐蝕性好、 易于加工等特性。
隨著導熱材料的不斷發展, 輕質耐高溫材料以及擁有良好熱導率的材料在航空、航天等高端領域得到廣泛應用。通過將導熱材料與高分子材料復合制備的高分子導熱復合材料可以滿足各種場景下的應用。因此非常有必要對導熱高分子復合材料的制備方法進行總結, 為高導熱高分子復合材料的制備及應用提供參考。
樹脂基復合材料具有優異的加工性能、 較好的化學性能, 與傳統金屬陶瓷材料相比, 具有質輕、 成本低的特點, 但是其導熱性能差的缺點, 在很大程度上限制了其應用。在保證復合材料原本優良性能的條件下, 研究人員采用多種方法提高其熱導率。其中提高其導熱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種高導熱填料來提高復合材料的熱導率。高導熱填料主要包括納米金屬顆粒基(如Ag)、金屬氧化物(如Al2O3,MgO)、氮化物(如BN)等, 碳材料(如碳纖維)等。
常規填料填充方法雖然其制備工藝簡單, 但要獲得較高的熱導率需要較高的填充量。高填充量會提高物料混合加工時的黏度, 給加工帶來困難, 增加復合材料的密度, 使復合材料的力學性能等受損。提高復合材料的熱導率主要是通過填料在復合材料中形成逾滲結構, 即構建導熱通路來實現。碳纖維因其質輕、 導熱性能優異、 抗疲勞性及耐腐蝕性好等特點, 成為一種優異的導熱填料。近年來, 以碳纖維作為導熱填料制成的三維(3D)網絡骨架結構來提高復合材料的熱導率逐漸成為研究熱點。
碳纖維通過在復合材料基體中形成導熱網絡, 提高了復合材料的熱導率。復合材料基體種類及碳纖維在基體中的排列方式對復合材料的導熱性能有較大影響。常見的構筑3D網絡結構的基體主要包括環氧樹脂,酚醛樹脂,不飽和聚酯樹脂等。?
高填充量會提高物料混合加工時的黏度, 給加工帶來困難, 增加復合材料的密度, 使復合材料的力學性能等受損。提高復合材料的熱導率主要是通過填料在復合材料中形成逾滲結構, 即構建導熱通路來實現。碳纖維因其質輕、 導熱性能優異、 抗疲勞性及耐腐蝕性好等特點, 成為一種優異的導熱填料。近年來, 以碳纖維作為導熱填料制成的三維(3D)網絡骨架結構來提高復合材料的熱導率逐漸成為研究熱點。
碳纖維通過在復合材料基體中形成導熱網絡, 提高了復合材料的熱導率。復合材料基體種類及碳纖維在基體中的排列方式對復合材料的導熱性能有較大影響。常見的構筑3D網絡結構的基體主要包括環氧樹脂,酚醛樹脂,不飽和聚酯樹脂等。?
改善材料導熱性能的關鍵是制備具有取向結構的碳纖維, 形成3D網絡結構。
近年來幾種常見的制備碳纖維3D網絡結構導熱復合材料的方法, 主要包括凍干取向法、電泳沉積法、靜電植絨法、氣流成網-針刺成氈法及3D打印法等。這些方法可以在保證較低填料含量的基礎上, 明顯提高復合材料的熱導率。
01 凍干取向法
凍干取向法是通過控制垂直的溫度梯度,使得冰垂直向上生長,從而使碳纖維沿著冰的方向垂直排列,并在粘合劑的作用下保持垂直方向的方法。通過凍干取向,碳纖維可以形成平行排列的取向結構,熱量可以在取向結構中快速傳遞,從而可以獲得較高的熱導率。在傳統方法中,并沒有充分利用碳纖維作為一維導熱材料在軸向具有較高導熱性能的特點,凍干取向法是近年來發展起來的制備導熱復合材料的一種有效方法,通過冷凍干燥,得到連通的碳纖維 3D 網絡結構。
Ma 等利用凍干法制備碳纖維 3D 網絡結構增強環氧樹脂導熱復合材料,提高了復合材料的導熱性能。碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料的制備分 4 個步驟:(1) 首先將碳 纖維分散在含有添加劑 ( 羧甲基纖維素鈉和羥乙基纖維素 ) 的溶液中;(2) 將混合物置于銅塊表面,銅塊底部浸入液氮, 液氮使溶液沿垂直方向凍結,碳纖維沿冰晶生長方向進行取向;(3) 將樣品放入凍干機中,使冰升華,得到碳纖維 3D 網絡多孔結構;(4) 最后將纖維 3D 網絡結構浸漬到環氧樹脂中,固化得到碳纖維 3D 網絡結構增強環氧樹脂導熱復合材料。圖 1 是凍干取向法制備碳纖維 3D 網絡結構增強環氧樹脂導熱復合材料的示意圖。
實驗結果表明,隨著碳纖維 3D 網絡結構含量的增加, 碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料的熱導率增大。作為一種工業上廣泛用于制備碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料的方法,凍干取向法具有操作簡單、成本低、定向性強等優點。但其中作為影響熱導率關鍵的碳纖維 3D 網絡結構仍需要進一步優化,以得到更高熱導率的碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料。
02 電泳沉積法入標題
電泳沉積法是通過電鍍的方法,將金屬材料電鍍到碳 纖維表面,從而改善材料導熱性能的方法。碳纖維和碳纖維之間具有界面熱阻,而電鍍沉積的金屬可以改善纖維之間的界面性能,使得纖維之間形成網絡結構,從而形成高導熱通路,進而提高復合材料的熱導率。電泳沉積法是一種有效的材料涂覆和改善復合材料界面特性的方法。
Xu 等通過電鍍的方法,在碳纖維表面覆蓋一層銅,制備了碳纖維 3D 網絡結構增強環氧樹脂導熱復合材料。在碳纖維氈表面形成的銅膜網絡形成連續的導熱通路,將環氧樹脂浸漬到鍍銅的碳纖維氈上制得導熱復合材料,其熱導率達到 3.069 W/(m · K),與純環氧樹脂的熱導率相比有明顯提高。與浸涂、旋涂等傳統噴涂相比,電泳沉積法可以快速沉積金屬材料,并能有效控制碳纖維表面金屬材料的厚度。圖 2 是電泳沉積法制備碳纖維 3D 網絡結構增強環氧樹脂導熱復合材料示意圖。
表 2 給出了電泳沉積法制備的幾種碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料的熱導率。由表 2 可以看出,導熱復合材料的熱導率為 2.519~6.140 W/(m · K),相較于純環氧樹脂的熱導率有很大改善。研究表明 ,復合材料的熱導率與沉積的鍍層厚度有關,起初復合材料的熱導率隨鍍層厚度增加而增大,但達到一定厚度時復合材料的熱導率降低,這可能是由于銅的大量沉積,導致裂紋和氣隙形成,而使得熱導率下降。
電泳沉積法操作簡便,可以通過溶液的濃度和沉積時間有效地控制鍍層在碳纖維表面的厚度,但同時電泳沉積法對于碳纖維表面的平整度和厚度有很高的要求,光滑的碳纖維表面更有利于鍍層在碳纖維表面的分布,顯著增強復合材料的導熱性能。
03 靜電植絨法
靜電植絨法是制備碳纖維增強復合材料的一種簡單方 法。將碳纖維放入靜電場中,碳纖維在電場作用下形成并排取向的碳纖維 3D 網絡結構,碳纖維在 Z 向上高度取向,熱量可以沿著碳纖維的軸向進行快速傳播,從而形成高導熱通路,最終提高復合材料的導熱性能。圖 3 是 Uetani 等通過靜電植絨法制備碳纖維 3D 網絡結構增強光固化樹脂導熱復合材料示意圖,碳纖維在落地過程中與負極板接觸,帶負電的碳纖維在電場的作用下,垂直插入涂覆在正極板上的粘合劑中,得到碳纖維 3D 網絡結構,浸漬光固化樹脂,得到碳纖維 3D 網絡結構增強光固化樹脂導熱復合材料。
電泳沉積法操作簡便,可以通過溶液的濃度和沉積時間有效地控制鍍層在碳纖維表面的厚度,但同時電泳沉積法對于碳纖維表面的平整度和厚度有很高的要求,光滑的碳纖維表面更有利于鍍層在碳纖維表面的分布,顯著增強復合材料的導熱性能。
03 靜電植絨法
靜電植絨法是制備碳纖維增強復合材料的一種簡單方 法。將碳纖維放入靜電場中,碳纖維在電場作用下形成并排取向的碳纖維 3D 網絡結構,碳纖維在 Z 向上高度取向,熱量可以沿著碳纖維的軸向進行快速傳播,從而形成高導熱通路,最終提高復合材料的導熱性能。圖 3 是 Uetani 等通過靜電植絨法制備碳纖維 3D 網絡結構增強光固化樹脂導熱復合材料示意圖,碳纖維在落地過程中與負極板接觸,帶負電的碳纖維在電場的作用下,垂直插入涂覆在正極板上的粘合劑中,得到碳纖維 3D 網絡結構,浸漬光固化樹脂,得到碳纖維 3D 網絡結構增強光固化樹脂導熱復合材料。
表 3 給出了靜電植絨法制備的幾種碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料的熱導率。由表 3 可以看出,相比純環氧樹脂,導熱復合材料的熱導率明顯提高,熱導率為 1.2~ 23.3 W/(m · K)。
作為一種新興的生產工藝,靜電植絨法制備碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料的應用并不廣泛,但作為一種簡單的可以有效制備碳纖維 3D 網絡結構的方法,未來的應用前景十分廣闊。
04 氣流成網 - 針刺成氈法
氣流成網 - 針刺成氈法是指通過氣流網絡技術,以碳纖維為原料,制成多層碳纖維軟墊,采用數組針對碳纖維軟墊進行針刺,而后壓縮,浸漬樹脂,并炭化來制備碳纖維 3D 網絡結構的一種方法。在壓縮過程中,X-Y 平面上的少量碳纖維會轉移至 Z 方向,增強了層間碳纖維的結合力。通過燒結, 不同層間的樹脂變為殘炭,將不同層間的碳纖維連接在一起,制得碳纖維 3D 網絡結構,從而形成高導熱通路,通過浸漬基體樹脂,獲得碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料。
Wu 等首先采用氣流網絡技術將碳纖維制成碳纖維氈,然后將酚醛樹脂溶解在乙醇溶液中,形成 35% 的酚醛溶液。在 175℃浸漬 3~6 h,在碳纖維氈上覆蓋酚醛樹脂,將酚醛樹脂在 2 400℃時炭化,制得碳纖維 3D 網絡結構,通過浸漬環氧樹脂,制得碳纖維 3D 網絡結構增強環氧樹脂導熱復合材料,其熱導率達 6.20 W/(m · K)。
由表 4 可以看出,導熱復合材料的熱導率為 2.13~6.20 W/(m · K),導熱復合材料的熱導率得到顯著提高。
氣流成網 - 針刺成氈法可以提高碳纖維 3D 網絡結構中北纖維之間的接觸面積。纖維之間的接觸面積隨著壓縮比的增加而增大,因此導熱路徑也隨之增大,提高了復合材料的熱導率。
05 3D 打印法
3D 打印法是應用 3D 打印技術,將碳纖維與基體混合, 通過 3D 打印機打印制得材料的一種方法。由于在打印過程中剪切力會導致碳纖維保持特定取向,故碳纖維會對準打印針孔流出,在離開打印針時具有方向性。通過 3D 打印法可以制備具有一定取向結構的碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料,當熱量在取向方向上傳遞時可以沿著碳纖維的軸向進行快速傳輸,從而可以獲得高熱導率的碳纖維 3D 網絡結構導熱復合材料。
Ren等將不同含量的碳纖維分散到環氧樹脂基體中, 攪拌使其混合均勻,充分攪拌后,在真空干燥箱中抽真空、脫氣去除氣泡、加熱,通過 3D 打印機在模具中打印。將模具放入烘箱中進行保溫,最終得到碳纖維 3D 網絡結構增強環氧樹脂導熱復合材料。
相較于其它制備方法,3D 打印法的最大優勢在于可以快速成型,并且可以根據自身需求制備成不同的形狀,加工 方便、成本低 。
結語
介紹了制備高導熱碳纖維 3D 網絡結構復合材料的方 法,包括凍干取向法、電泳沉積法、靜電植絨法、氣流成網 - 針刺成氈法和3D打印法。上述方法通過對碳纖維進行取向, 提升了復合材料的熱導率。但由于制備工藝的局限性,復合材料的熱導率仍很難滿足如今人們對于電子設備散熱的需求。為了獲得更高的熱導率的復合材料并大規模工業化生產,對于碳纖維的排列取向以及制備工藝仍需要進一步改善。
專業評論
四川甘孜州,深山峽谷,雅礱江奔涌而下。
這里不僅是我國重要的水電開發基地,且其風光可開發資源超過1億千瓦,被譽為高原上的綠色“寶藏”,躋身國家“十四五”九大清潔能源基地之一。
2023年6月25日,雅礱江兩河口水電站,全球海拔最高的水電站水光互補一期——柯拉光伏電站正式投產,一舉刷新了全球水光互補電站的吉尼斯紀錄,將水光互補開發規模首次提升至百萬千瓦級。
不僅如此,該電站的投產,也邁出了探索以新能源為主的現代能源體系建設的重要一步,成為檢驗我國光伏技術創新的最佳競技場。
全球之最
出發即高點,這是柯拉光伏電站的自帶屬性,但其備受關注的則是創下的無數“全球之最”。
? ? ? ?作為兩河口水電站的重要互補工程,柯拉光伏電站總規劃3.2GW,此次一期并網1GW,電站場址面積超1600萬平方米,相當于2000個標準足球場。
? ? ? ?而設備用量更是驚人。據悉,一期電站光伏基礎樁共計52.7萬根,光伏支架用鋼量近5萬噸,相當于再造一座“鳥巢”體育館;光伏組件超過200萬塊,可覆蓋3個北京大興機場的面積,運輸距離2400公里,橫跨半個中國。
? ? ? ?規模之大卻并不是柯拉光伏電站的最大“攔路虎”。柯拉一期光伏電站施工區最高海拔4600米,氧氣含量較平原地區低50%,人員、機械嚴重降效。
? ? ? ?但與施工難度形成極限對比的則是項目帶來的巨大經濟和社會效應。據了解,柯拉項目所在區域為純牧業鄉,經濟欠發達。
? ? ? ?柯拉光伏電站譜寫了鄉村振興的最佳篇章,通過抬高組件離地高度,保障牛羊放牧空間,實現“牧光”互補,疊加道路、水利等基礎設施全面升級,施工、維護等工作崗位廣納賢才、“授人以漁”,改善基礎設施,“光伏+N”持續帶動教育、農牧、旅游、交通等協同發展。
? ? ? ?“來時荒郊野嶺,走時萬家燈火。”這是項目建設者的普遍心聲。
? ? ? ?更值得關注的是,光伏、風電等新能源往往被詬病的“垃圾電”、消納弊端,柯拉光伏電站則是將通過500kV輸電線路接入兩河口水電站,充分利用水電的調節作用,抑制“靠天吃飯”短板,與水力發電形成天然互補,從而打造百分之百清潔能源大規模集中開發的新樣板。
最強“基因”
? ? ? ?高期望、高標準、高難度,決定了柯拉光伏電站設備選型之難,最強“基因”構成也成為業內關注的另一大焦點。
? ? ? ?據悉,項目核心設備光伏組件選用了晶澳、正泰、晶科3家龍頭企業的TOPCon組件,這是目前國內少數大規模應用n型組件的基地項目。且組件為雙面雙玻組件,背面亦可以吸收地面反射光,雪天時發電效率能提升約20%。
? ? ? ?而另一大核心設備逆變器則全部采用華為智能組串式逆變器。背后原因不難猜測,高海拔、高寒環境對設備的高效、可靠以及耐久性提出了極高要求,華為組串式逆變器在保障高效發電的同時,其IP66高防護等級可以支持設備在高原室外高寒環境下平穩可靠運行。作為通訊巨擘,華為通訊革新相伴而行,光伏區到箱變側的通訊采用MBUS技術(寬帶電力載波),將通訊信號加載在功率線纜上傳輸,針對GW級的大基地電站,節省通訊線纜成本,并且保證了遠距離傳輸下的數據可靠性。
? ? ? ?事實上,于業內率先提出將數字技術與電力電子技術相融合的華為,不僅僅局限于逆變器,而是從發電端至運維端,充分挖掘系統潛力,引領光伏電站“數智化”變革,這也是華為短時間內便引領行業的殺手锏。
? ? ? ?地處惡劣環境且規模龐大的柯拉光伏電站,對智能運維需求迫在眉睫。一方面華為智能組串分斷技術(SSLD-TECH),融入數字化手段智能識別直流側故障并主動分斷,避免起火風險,保障電站安全可靠運行;另一方面,智能IV診斷技術可在線全量檢測組串健康度,快速掃描定位故障,融合無人機智能巡檢系統(CV),識別遮擋、熱斑、隱裂等問題,讓運維走向智能化、精準化。
? ? ? ?業內外高度關注的并網能力,華為智能并網算法重構并網,從極弱電網 (SCR=1.1)到極強電網(SCR=5),以及系統高串補度(SCCR=0.7)下,均能可靠并網,有效支撐整個新能源場站穩定送出。
? ? ? ?據介紹,柯拉一期光伏電站投產后,雅礱江流域清潔能源基地發電規模超過2000萬千瓦。待全部建成后,基地總規模將超1億千瓦,相當于四座三峽水電站的裝機規模,每年可貢獻清潔電力2200億千瓦時,足夠1億個家庭使用。
? ? ? ?毫無疑問,作為全球“碳中和”的樣板之作,雅礱江清潔能源基地開發經驗被翹首期待。2023年9月23日,雅礱江流域水電開發有限公司再與華為數字能源成立聯合創新中心,將持續推動水風光一體化示范基地智能建設、智能運營等復雜關鍵技術研發,實現水風光資源綜合效益最大化,并向全球提供可借鑒、可復制、可推廣的經驗。
展會時間:2023年11月8日至11月10日
展會地點:廣東珠海國際會展中心
主辦單位:中國光伏行業協會
展會簡介:積極有序發展光能源、硅能源、氫能源、可再生能源,推動能源電子產業鏈供應鏈上下游協同發展,形成動態平衡的良性產業生態。由廣東省工業和信息化廳、中國電子信息產業發展研究院、中國光伏行業協會、珠海市人民政府聯合主辦,北京賽迪會展有限公司、珠海市工業和信息化局、珠海華發集團、廣東新型儲能研究院共同承辦的2023能源電子產業發展大會暨廣東新型儲能產業發展高峰論壇和2023能源電子博覽會將于11月8-10日在珠海國際會展中心舉辦。同期舉辦2023光伏行業技術年會暨光伏行業技術百人會,會議按照產業鏈主要環節設置主論壇和十多場分論壇,旨在為行業技術發展帶來新的思路和方向,助力加速技術創新與產業發展。
誠摯邀請各會員及有關單位積極參與展會和會議活動,展示新產品、發布新成果、拓展新市場。
主辦咨詢 中國光伏行業協會 王一然 010-68207623
承辦咨詢 北京賽迪會展有限公司 韓丹 010-88558112
郵箱:hycydt123@163.com
地址:山西省陽泉市礦區桃北西街2號
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