清洁低碳环保新能源，3D 光伏与光热发电站可视化

前言

碳达峰、碳中和成为今年两会“热词”，在国家政府工作报告中指出，扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定 2030 年前碳排放达峰行动方案，优化产业结构和能源结构，实现低碳环保节能减排。因此加大风电、核电、光伏等环保型能源的发展尤为重要。

今天就将利用 Hightopo 的 HT 产品搭建轻量化的 3D 大型光伏发电站和光热发电站可视化场景，实现大型室外光伏发电时运作状态实时监测，电站负荷情况、设备管控等信息的互联互通。数字孪生不同环境场景下的光伏电站。减少室外光伏发电站运维管控的人为操作成本与危害，实现无人值守的室外光伏电站新形势。

光伏发电站

以沙漠为背景，通过方阵形式摆放光伏板，结合卫星图使光伏板朝向一致，每排方阵对应一个汇流箱，可以将一定数量、规格相同的光伏电池串联起来，组成一个个光伏串列，通过控制器，直流配电柜，光伏逆变器，交流配电柜，配套使用从而构成完整的光伏发电系统。接入数据形成电站负荷曲线、运作情况对比图表，实现电站全面监控。

光热发电站

太阳能光热发电是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。

通过现场取景、卫星图等方式，进行场景搭建，人工摆放向日镜模型，向日镜从发电塔向外扩散排布，真实还原装机分布效果，场景从上往下看就像一朵巨大的向日葵，场景中心为发电塔，镜子作为反射太阳光的媒介，发电塔相当于一个大型的热量吸收器，一次性接收成百上千个向日镜同时折射出的热量再经过热能交换，推动汽轮发动机发电。通过 HT 引擎的渲染功能，真实还原发电塔吸收热量的效果。

电站建设模拟

在沙漠中建设光伏站，需要解决沙漠钻孔成洞和沙漠大风天气等一系列问题。

场景通过荒漠戈壁→电厂初建→绿化固沙→牧草过盛→生态循环，5段动画模拟变化。

形象还原了从荒无人烟的沙漠到生机勃勃的生态循环全过程。实现在利用沙漠丰富的太阳能资源发展光伏发电产业的同时，还利用光伏板的遮阴效果在沙地上种植沙生植物、发展沙草产业，逐步实现沙漠增绿、企业增效、资源增值的目的。在种草的同时，还可以放养牲畜，利用现有的土地发展种养殖业，达到牧草生长与光伏发电的平衡。

荒漠化一直是中国西部发展的最大阻碍，光伏沙漠生态电站是其最主要的治沙模式。将发展光伏和沙漠治理、节能农业相结合。这样的案例也在海南藏族自治州的光伏园区实现，依次排开的太阳能光伏板与穿梭在其中的“光伏羊”，成为了一道亮丽风景线。电站的建立不仅提升了发电量，生态环境的改善，也在一定程度上提高了周边的经济发展与就业机会。

光照阴影模拟

日照观察作为光伏能源不可或缺的一项重点，HT 通过与天气系统对接，实现三维场景中日照角度随着时间动态变化，从而直观的查看不同时间段日照情况。结合预设的天气动画，根据当地天气变化，对应实现天气动画效果，辅以展示整体场景。

光热电站信息监测

通过点击交互场景中的发电塔模型，以二维弹窗形式弹出发电塔相关信息，与后台数据进行联动，接入真实数据，展示发电塔发电情况与发动机运行状态，做到实时监测管理。

光伏电站信息监测

通过对接数据接口可实现监测各方阵内汇流箱（包括母线电压、机箱温度、电流）数据，当出现告警时，可对模型进行染红闪烁显示，方便运维人员快速定位排查问题，足不出户即可实时查看设备相关指标，可结合算法实现数据分析，短时间内若出现数据异常变化的情况，提前进行告警，提醒相关人员及时做出决策。

同时接入了箱变（包括箱变油温、电压和电流）、逆变器（包括今日发电量、总有功功率、总无功功率、总功率因素、逆变器效率）、升压站相关数据，全面监测电站运行状况，由于场景比较大，做了点击设备模型视角拉近处理，可更直观的查看设备相关信息。

知识科普与应用延伸

聚光光伏（CPV）是一种光伏（PV）技术，为了发电，CPV 使用透镜或曲面镜将阳光聚焦在小型、高质量的多结（MJ）和高效太阳能电池上。据预测，未来几十年中，利用高浓度光伏（HCPV）的光伏系统具有巨大的潜力和竞争力。有别于传统硅晶型以及薄膜型，聚光型太阳光电(HCPV)的技术最显着的优点在于它的高光电转换效率。HCPV 技术最适合应用于大型电厂，特别是在阳光日照充足、干燥、低湿度的地区。

随着光伏产业的不断深入发展，各行业也借助了光伏的自身优势开展应用，如光伏农业、光伏渔业、光伏水泵、光伏园区、光伏充电桩、光伏智慧路灯等等。图扑软件的可视化赋能产业的智慧运维，智能化管理、数字化监测、绿色化发展。

光伏太阳能作为可持续发展的能源，未来势头迅猛，而随着光伏电站的逐年增建，随之而来的光伏运维也将成为一难题，其中之一就是太阳能电池面板的灰尘污染，想要提高光伏发电效率，必然要解决表面清洁问题，而传统的人工清洗、清洁车清洗、高压水枪清洗、喷淋系统清洗都无法解决清洁能力不足的窘境，由此有了光伏清洁机器人：

总结

HT 可视化应用结合 GIS 技术、大数据、物联网等先进技术的综合应用给电力、能源等行业带来很大的价值提升。把握“十四五”发展总体布局，助力能源绿色化、数字化、智慧化发展。图扑软件与阳光电源的合作。在当下能源革命与数字革命融合发展、数字经济红利正在释放的形式下，图扑软件也将提高资源聚合和精准服务能力，为客户、行业创造更高价值。

基于多年项目经验积累和夯实的可视化技术支持，与许多知名行业先行有着合作，如阳光电源、华能集团等等。在风力发电、海上发电站、核电站等方面有着非常多优秀的案例实现。

更多行业应用实例可以参考图扑软件官网案例链接：https://www.hightopo.com/demos/index.html