基于系统动力学的光伏电池逆向物流回收预测研究

基于系统动力学的光伏电池逆向物流回收预测研究

论文摘要

由于能源的储量是有限的,煤、石油、天然气等能源的消耗呈现高度上升趋势,导致了我国不可再生能源日益枯竭和环境问题逐渐加剧。太阳能具有清洁和无限的特点,成为一种重要的可再生能源。随着光伏电池的广泛使用,我国未来会产生大量的废旧光伏电池,开展废旧电池回收不仅会减少废弃物造成的环境污染,同时还可重新利用金属和非金属资源,形成良性的资源循环链。进行光伏电池逆向回收数量的预测可以得到具体的光伏电池回收数量,有助于构建合理的光伏产业回收模式,制定高效的回收策略,还可以形成具体的资源规划战略。本文运用系统动力学方法对光伏电池逆向回收数量进行预测,对未来开展逆向物流活动具有重要的理论和实践意义。本文首先利用文献法和资料查阅法归纳和梳理了国内外关于光伏电池逆向回收、系统动力学逆向物流回收预测和评价模型的研究成果,同时运用实地调研法对光伏电池的发展和回收动态进行了概述,近年来我国出台了完善的光伏规划、督导、财税政策,光伏发电量和光伏装机容量逐年增加,形成了涵盖上中下游的完整光伏产业链条,但我国光伏电池逆向回收还处在发展的起步阶段,光伏电池的报废量在2020年出现快速增长。其次在我国光伏电池发展和回收概述的基础上,构建影响光伏电池逆向回收的关键要素及各要素的因果关系,主要包括了用电需求总量、光伏发电量、光伏发电需求比例、光伏装机容量和光伏电池回收率、电池回收数量和硅、银、钢、铝合金、玻璃、和塑料回收数量,然后运用Vensin PLE软件构建光伏电池逆向回收预测系统,利用网络层次分析法(ANP)模型定性和定量的分析了光伏发电需求比例指标之间的权重。最后以某市区为例,模拟了该地区2010-2030年光伏发电装机容量,经过电池寿命周期20年后,仿真预测得到2030年-2060年光伏电池回收数量和各资源的回收数量,并通过改变光伏电池回收率和光伏发电需求比例,模拟回收数量的变化幅度情况,对光伏电池逆向回收提出合理化建议。研究结果表明,光伏发电需求比例和回收效率对光伏电池回收数量具有重要影响,可通过加强技术创新研发,增加光伏回收标准和政策,保证光伏电池回收的效率。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景及意义
  •     1.1.1 研究背景
  •     1.1.2 研究意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 光伏电池回收研究
  •     1.2.2 逆向物流预测研究
  •     1.2.3 系统动力学应用于逆向回收研究
  •     1.2.4 网络层析分析法(ANP)模型研究
  •   1.3 研究内容与方法
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 研究方法
  •   1.4 研究技术路线
  • 第2章 相关基础理论研究
  •   2.1 光伏电池原理及结构
  •   2.2 逆向物流相关理论
  •     2.2.1 逆向物流的定义及内涵
  •     2.2.3 逆向物流的特点
  •   2.3 系统动力学相关理论
  •     2.3.1 系统动力学概述
  •     2.3.2 系统动力学建模步骤和适用性分析
  •     2.3.3 Vensim建模仿真
  •   2.4 网络层次分析法(ANP)相关理论
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 光伏电池回收及发展趋势研究
  •   3.1 光伏电池逆向回收研究
  •   3.2 光伏电池发展趋势研究
  •     3.2.1 全球光伏电池
  •     3.2.2 我国光伏电池
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 光伏电池逆向回收预测模型构建
  •   4.1 光伏电池回收预测建模分析
  •     4.1.1 建模目的
  •     4.1.2 系统边界确定及基本假设
  •   4.2 系统动力学因果关系分析
  •   4.3 系统动力学模型构建
  •     4.3.1 系统流图构建
  •     4.3.2 模型相关说明
  •     4.3.3 系统相关方程构建
  •   4.4 ANP模型构建
  •     4.4.1 需求比例增长率影响因素
  •     4.4.2 指标体系的构造
  •     4.4.3 二级指标和三级指标判断矩阵的构造
  •     4.4.4 未加权和加权矩阵的计算
  •     4.4.5 局部权重和全局权重的计算
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 模型仿真设计及算例分析
  •   5.1 B市光伏电池应用及回收现状
  •   5.2 系统动力学模型参数设置
  •   5.3 系统动力学模型检验
  •     5.3.1 量纲一致性检验
  •     5.3.2 极端情况检验
  •     5.3.3 历史性检验
  •     5.3.4 仿真策略设计
  •   5.4 算例结果分析
  •     5.4.1 仿真预测及结果分析
  •     5.4.2 改变策略的仿真预测及结果分析
  •   5.5 光伏电池逆向回收的建议
  •   5.6 本章小结
  • 第6章 研究成果和结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵贝贝

    导师: 张艳馥,郭珊珊

    关键词: 光伏电池,逆向物流,系统动力学,回收预测仿真,网络层次分析法

    来源: 华北电力大学(北京)

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 非线性科学与系统科学,电力工业

    单位: 华北电力大学(北京)

    分类号: N941.3;TM914

    DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.000556

    总页数: 75

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