青海省自然科学基金项目申报书.docx
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青海省自然科学基金项目申报书.docx
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青海省自然科学基金项目申报书
附件2
青海省自然科学基金项目
申报书
资助类别:
面上项目青年项目
项目名称:
申报单位:
申请人:
通讯地址:
邮编:
联系电话:
传真:
电子邮箱:
申报日期:
青海省科学技术厅
二○一二年制
填写要求
一、本申报书仅适用于申报省自然科学基金的项目填写;
二、请严格按表中要求填写各项,封面“资助类别”选项须与“项目申报基础信息表”中的“资助类别”选项一致;
三、对于“项目申报基础信息表”中的选择栏目,采用在所选项空格内打√方式确定;
四、基地名称限填国家基地(实验室)及省基地(实验室),注明批准或认定部门;
五、申报书文本中外文名词第一次出现时,要写清全称和缩写,再出现同一词时可以使用缩写;“主题词”栏中的中、英文主题词数量均为3个,主题词之间用“/”分隔;
六、申报书文本请采用标准A4幅面纸,于左侧装订成册,填报内容中项目申报基础信息表可在网上录入并打印,其它一律请采用四号宋体字打印。
对于篇幅不够的栏目可自行加页;
七、科技查新报告等附件须与申报书文本幅面相同并与申报书装订成一册。
一、项目申报基础信息表
项目名称
高原日照环境下户用光伏建筑一体化直流模块拓扑结构研究
资助类别
□面上项目□青年项目
经费预算
总额70万元,其中申请补助 70 万元
起止年限
基地名称
申请领域
(代码)
01数理科学;02信息科学;03化学与化学工程;04农业与生物技术;05医药科学;06资源与环境;07工程与材料科学;08新能源;09其它
08
申报单位
名称
青海师范大学
所在地
通讯地址
邮编
单位类别
□科研院所□大专院校□事业单位
□企业□其它
隶属
□中直□省直□其它
参加单位1
名称
所在地
参与方式
□合作□协作
参加单位2
名称
所在地
参与方式
□合作□协作
项目负责人及主要
参加人
项目负责人
姓名
性别
出生
年月
学历/学位
职务
职称
电话
手机
工作单位
通讯地址
研究领域
第一
参加人
姓名
性别
出生
年月
学历/学位
职务
职称
工作单位
摘要
(限400字)
随着新能源技术的发展,太阳能光伏组件的发电效率不断提高,成本也逐年下降。
建筑和光伏系统结合已经成为城市节能的主流,已经成为环保节能的一大亮点。
国外光伏建筑一体化设计已经十分成熟,已经入大规模应用阶段,而国内BIPV也已进入试点阶段,很多示范性的BIPV项目也已初具成效。
青藏地区地处高海拔,高日照的一类地区,具有丰富的太阳能资源,光伏建筑一体化设计将会极大的提高太阳能资源的利用率,给城市带来又一绿色清洁的能源。
由于BIPV需要与建筑物完美结合,既不能影响建筑的美观又得最大限度的利用太阳能资源,加之青藏地区特殊的地理环境,日照时间长、昼夜温差大,使得光伏发电系统与建筑的合理匹配成为首要需解决的问题。
本课题旨在研究解决在高原气候环境下光伏建筑一体化设计中光伏组件及其直流模块的拓扑结构,使得BIPV系统获得最大的匹配模式,进而提高BIPV的发电效率。
主题词
BIPV光伏组件直流模块拓扑结构
预期成果
□国际领先□国际先进□省内领先□省内先进
二、报告正文
参照以下提纲撰写,要求内容翔实、清晰,层次分明,标题突出。
(一)立项依据与研究内容(不少于3000字):
1.项目的立项依据(研究意义、国内外研究现状及发展动态分析,需结合科学研究发展趋势来论述科学意义;或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。
附主要参考文献目录)
光伏建筑一体化,是应用太阳能发电的一种新概念,简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。
根据光伏方阵与建筑结合的方式不同,光伏建筑一体化可分为两大类:
一类是光伏方阵与建筑的结合。
这种方式是将光伏方阵依附于建筑物上,建筑物作为光伏方阵载体,起支承作用。
另一类是光伏方阵与建筑的集成。
这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现,光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。
如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。
在这两种方式中,光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式,特别是与建筑屋面的结合。
由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间,是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式,因而倍受关注。
国外对太阳能光伏建筑一体化系统的研究已有较长时间。
国外的光伏建筑发展是从示范到推广,从屋顶光伏到与建筑集成,并进而将光伏组件作为一种新型的建筑材料发展。
目前,太阳电池组件功率为200~300W,有向大尺寸发展趋势,作为光伏建筑材料,主要是作为光伏屋面和光伏幕墙,而这必须要按建筑特点与形式特殊设计制造。
从发展来看,光伏建筑在太阳能建筑中魅力无比,一些设计师将太阳电池巧妙地、有机地与各类建筑融为一体。
从国外的光伏建筑工程可发现一些特点:
一是尽量满足最佳朝向和角度(如屋顶或向南墙面),以得到最大的发电收益;二是尽可能展示或突出太阳电池,为了具有观赏性甚至进行夸张设计。
通过若干年的实践,已经出现了专业型的太阳能建筑设计与建造专业公司(主要从事绿色建筑)。
近年来,世界光伏市场发生了很大变化:
由过去的独立运行(提水、照明等)和通讯设备、卫生保健、导航浮标等领域转向并网发电和与建筑物结合的常规供电;开始由作为补充性能源逐步向替代性能源过渡。
现在分别介绍一下不同国家的发展情况。
1993年6月,美国能源部和国立再生能源实验室签订五年合同,实施“PV:
BONUS”计划,耗资2500万美元发展与建筑相结合的光伏产品,即建筑幕墙光伏器件和大型屋顶光伏组件等。
为了促进美国光伏产业的快速,降低光伏发电成本以及节约能源和保护环境,美国前总统克林顿1997年6月26日在联合国环境与发展特别会议上宣布美国将实施“百万太阳能屋顶”计划,到2010年要在全国范围的住宅、商业建筑、学校和联邦政府办公楼屋顶上安装100万套太阳能系统,包括光伏系统和太阳能集热器,可以供应电力和热水。
为此,1998财政年度美国政府的光伏经费增加了30%。
日本很重视光伏与建筑相结合的技术。
20世纪90年代,政府资助一些大学、研究所和公司进行开发研究。
如三洋电气公司推出了几种非晶硅电池与建筑材料相结合的产品(三洋公司在非晶体太阳电池技术方面是世界一流的):
一种是做成曲线形瓦片形状,每片面积为305平方厘米、输出功率2.7WP,价格比较昂贵;另一种是90cm×35cm的平板非晶硅电池组件,组件背面有“脚”便于安装,一般用做屋顶材料。
三洋电气公司还推出了半透明和不透明的非晶硅玻璃组件,用于商业建筑物的垂直幕墙。
其半透明组件的透光率为30%,既可作为窗户采光用,又可用于发电(德国也有类似产品)。
以上光伏组件已安装在三洋电气公司、Fsukasa电力公司等办公楼建筑物上。
1998年,日本三家公司(清水建筑、夏普、川崎制铁)合作研制一种新型建筑材料,即把太阳能电池安装在建筑材料里,并按需要做成三种,用做屋顶和外墙。
德国1990年首先开始实施“一千屋顶计划”,在私人住宅屋顶上推广容量为1~5kWP的户用联网光伏系统。
在光伏器件与建筑相结合方面,ASE所属几家公司分别推出了多种光伏组件,其中有大尺寸(1.5m×2.5m)的无边框非晶硅组件,每块组件功率可达360Wp,可用于垂直外墙和倾斜屋顶;也推出了尺寸为1m×0.6m的非晶硅不透明组件,可分别用于屋面、垂直幕墙和窗户。
目前世界上最大的太阳能屋顶光伏系统安装在新慕尼黑贸易展览中心。
此外,法国、澳大利亚、英国等发达国家也拥有相当先进的太阳能建筑应用技术。
著名的集热蓄热墙采暖方式即是法国人菲利克斯•特朗勃的专利,法国的奥代洛太阳房是该采暖理论转化为实际应用的第一个样板房。
英国利物浦附近的沃拉西的圣乔治郡中学,则是直接受益式太阳房最大和最早的样板之一。
尽管英国的太阳能资源并不丰富,该所中学安装的常规采暖系统却从未使用过。
最后值得一提的是近几年来在发达国家已有相当发展水平的“零能房屋”,即完全由太阳能光电转换装置提供建筑物所需要的全部能源消耗,真正做到清洁、无污染,它代表了21世纪太阳能建筑的发展趋势。
由于许多国家的政府(如美国、德国)都制定了太阳能在国家总能源消耗中的所占比例应超过20%的计划,相信这种“零能房屋”将会有十分良好的发展前景。
国内目前已完成的光伏建筑一体化项目绝大部分由节能环保企业、光伏技术提供商完成。
中国的光伏建筑一体化市场还在起步期,自2006年以来,中国政府明显开始关注可再生能源的发展,2007年8月31日,国家发改委正式发布中国«可再生能源中长期发展规划,2008年3月3日又发布了«可再生能源发展“十一五”规划»,进一步明确了中国可再生能源的发展目标。
年,太阳能光电建筑应用示范项目补贴政策重点支持应用程度较高的建材型、构建型项目,总投资11.95亿元,共99个项目;同年金太阳示范项目补贴120个项目共计272MW,其中13个太阳能光伏发电集中应用示范区。
去年底,财政部等四部门联合在京召开会议提出,力争2012年以后每年国内应用规模不低于1000兆瓦,形成持续稳定、不断扩大的光伏发电应用市场。
据了解,2011的太阳能光电建筑应用示范项目补贴政策将预算定在10亿元左右。
2.项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键科学问题。
(此部分为重点阐述内容)
在光伏建筑一体化系统中,光伏组件不仅要满足光伏发电的功能要求同时还要兼顾建筑的基本功能要求。
直流模块中光伏组件之间的连接拓扑结构将直接关系到整个BIPV的发电效率,而且在不同的日照气候环境下,组件的光伏特性也将不同,则光伏组件之间的连接拓扑结构将极大的影响整个发电系统的发电效能。
本课题旨在研究在青藏高原日照环境下,通过对光伏组件的光伏特性分析,研究在高原高海拔的气候环境下组件之间各种拓扑结构将对光伏建筑一体化结构产生何种影响,能否通过不同的拓扑结构形式得出最适宜与高原日照环境下的最佳拓扑结构匹配模式,进而得出一套最佳的光伏建筑一体化直流模块拓扑结构体系,使得在高原日照环境下的BIPV系统达到最大的转换效率。
3.拟采取的研究方案及可行性分析。
(包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明)
本课题拟通过对各种光伏组件特性分析,结合当地气候特点,建立2至3套屋顶光伏发电系统,通过对其不同拓扑结构模式下发电性能的实施检测分析,得出在高原高海拔、高日照、昼夜温差较大的环境下最具优势的拓扑匹配模式。
采用智能化LABVIEW虚拟仪器搭建实时动态检测模型,来实时检测BIPV系统的动态特性,对BIPV系统中常用的光伏组件如单晶硅组件、多晶硅组件和薄膜组件采集其在不同日照环境下的特性参数,并通过检测不同拓扑结构模式下整个直流模块的动态特性,比较其最大功率输出特性,从而得出不同材料的光伏组件在不同的拓扑结构下的发电特性,进而开发出一套适宜于青藏高海拔高日照地区光伏建筑一体化系统。
4.本项目的特色与创新之处。
本项目的特色之处在于首次对各类光伏建筑一体化直流模块拓扑结构做出有针对性的特性分析,通过智能化的虚拟仪器技术,分析其特性,得出最佳的匹配模式,并研制出一套适合于青藏高原日照环境下的BIPV系统,使得BIPV系统成为城市中新能源利用的典型。
5.年度研究计划及预期研究结果。
(包括拟完成的技术指标、组织的重要学术交流活动、国际合作与交流计划等)
(二)研究基础与工作条件
1、工作基础(与本项目相关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩)
2、工作条件(包括已具备的实验条件,尚缺少的实验条件和拟解决的途径,包括利用国家实验室、国家重点实验室和省部级重点实验室等研究基地的计划与落实情况)
3、申请人简介(包括申请人学历和研究工作简历,近期已发表与本项目有关的主要论著目录和获得学术奖励情况及在本项目中承担的任务。
论著要求列出作者名次、论著题目、期刊名或出版社名、年、卷(期)等;奖励情况也须详细列出申请人受奖名次、奖励名称等级、授奖年等)
4、承担科研项目情况(申请人正在承担的省级以上科研项目情况,要注明项目的名称和编号、经费来源、起止年月、与本项目的关系等)
三、经费预算及年度投资计划表
项目经费预算单位:
万元
经费来源预算
经费支出预算
科目
预算数
科目
合计
专项经费
自筹经费
项目投资合计
支出预算合计
一、申请省科技厅拨款
一、人员费
二、单位自筹
二、设备费
三、其它
1.购置费
2.试制费
3.设备改造与租赁费
三、能源材料费
四、实验外协费
五、技术引进费
六、资料及印刷费
七、差旅费
八、会议费
九、项目管理费
十、其他费用
说明:
项目组成员所在单位人员工资由财政支付的不得在资助项目经费中列支人员费。
分年度投资计划单位:
万元
投资
年度
合计
资助
贷款
自筹
其它
备注
项目总投资
四、项目主要参加人员情况表
编号
姓名
出生年月
性别
职称
身份证号
单位名称
电话
项目分工
签名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(注:
项目组主要参加人员不包括项目申请者)
五、申报与推荐意见表
申请者承诺:
我保证上述填报内容的真实性。
如果获得资助,我与本项目组成员将严格遵守《青海省自然科学基金管理办法》及有关科技计划的管理规定,切实保证研究工作时间,按计划认真开展研究工作,按时报送有关材料。
若填报失实和违反规定,本人将承担全部责任。
申请者:
(签章)
年月日
申报单位推荐意见:
主管领导签字(签章):
单位盖章:
年月日
合作单位
(一)意见:
签章
年月日
合作单位
(二)意见:
签章
年月日
六、单位学术委员会意见
主任委员(签字)签章:
年月日
七、专家推荐意见表
专家签字(签章)专业 专业技术职称
单位是否是学科带头人
年月日
专家签字(签章)专业 专业技术职称
单位是否是学科带头人
年月日
注:
申请青年项目需填写此表;学科带头人是指由省科技厅等部门认定的省自然科学与工程技术学科带头人。
八、有关附件清单
按各类计划具体申报要求提供相关附件,并列出清单,包括:
1、科技查新报告;
2、项目配套资金来源(如贷款、地方部门匹配资金等)的证明材料;
3、各合作单位联合申报课题的证明文件;
4、与项目相关的其它证明材料或文件等。
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- 关 键 词:
- 青海省 自然科学基金 项目 申报