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光伏电站的定义

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发布日期:2017-12-12 浏览次数:1103
核心提示:光伏电站,是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系,与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统,但水电站的不稳定及并网困难等问题依然存在,需要解决的问题依然很多;光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。

光伏电站,是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系,与电网相连并向电网输送电力光伏发电系统。光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。

可以分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。现时期进入商业化的太阳能电能,指的就是太阳能光伏发电

光伏发电产品主要用于三大方面:一是为无电场合提供电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等;三是并网发电,这在发达国家已经大面积推广实施。到2009年,中国并网发电还未开始全面推广,不过,2008年北京奥运会部分用电是由太阳能发电和风力发电提供的。

2013年12月4日,位于青海省共和县光伏发电园区内的世界最大规模水光互补光伏电站——龙羊峡水光互补320兆瓦并网光伏电站正式启动并网运行,利用水光互补性发电,从电源端解决了光伏发电稳定性差的问题。

起源发展

早在1839年,法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现,光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”,简称“光伏效应”。1954年,美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池,诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

20世纪70年代后,随着现代工业的发展,全球能源危机和大气污染问题日益突出,传统的燃料能源正在一天天减少,对环境造成的危害日益突出,同时全球约有20亿人得不到正常的能源供应。这个时候,全世界都把目光投向了可再生能源,希望可再生能源能够改变人类的能源结构,维持长远的可持续发展,这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦,假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能,转变率5%,每年发电量可达5.6×1012千瓦小时,相当于世界上能耗的40倍。正是由于太阳能的这些独特优势,20世纪80年代后,太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

20世纪90年代后,光伏发电快速发展,到2006年,世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统,6个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。1997年又提出“百万屋顶”计划。日本1992年启动了新阳光计划,到2003年日本光伏组件生产占世界的50%,世界前10大厂商有4家在日本。而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价,大大推动了光伏市场和产业发展,使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国,也纷纷制定光伏发展计划,并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

世界光伏组件在1990年——2005年年平均增长率约15%。20世纪90年代后期,发展更加迅速,1999年光伏组件生产达到200兆瓦。商品化电池效率从10%~13%提高到13%~15%,生产规模从1~5兆瓦/年发展到5~25兆瓦/年,并正在向50兆瓦甚至100兆瓦扩大。光伏组件的生产成本降到3美元/瓦以下。

2006年的光伏行业调查表明,到2010年,光伏产业的年发展速度将保持在30%以上。年销售额将从2004年的70亿美金增加到2010年的300亿美金。许多老牌的光伏制造公司也从原来的亏本转为盈利。

据预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略地位。

2015年7月初,浙江省东阳市横店东磁20.7兆瓦屋顶光伏电站项目通过了国家发改委的验收,作为温室气体自愿减排项目予以备案,今后可参与温室气体排放量的交易。

位于陕西科技大学教学楼顶的屋顶光伏电站,是目前国内高校装机容量最大的屋顶光伏电站,自2012年11月起开始建设至2013年2月正式并网发电,迄今已累计发电150多万度,累计减排二氧化碳1500多吨,年均发电量60多万度。

2015年12月2日,联合光伏公布,将收购总装机容量约20兆瓦的两个光伏电站项目,这两个光伏电站分别来自新疆维吾尔自治区五家渠市和河北省唐山市,预期分别于12月底及2016年第一季实现并网并投产。总金额不超过3.56亿人民币,将以内部资源及外部融资拨付。

太阳能发电系统

系统分类

光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。独立光伏电站包括边远地

区的村庄供电系统,太阳能户用电源系统,通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。

并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。

系统设备

光伏发电系统是由太阳能电池方阵,蓄电池组,充放电控制器,逆变器,交流配电柜,太阳跟踪控制系统等设备组成。其部分设备的作用是:

光伏电池

在有光照(无论是太阳光,还是其它发光体产生的光照)情况下,电池吸收光能,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”,这就是“光生伏特效应”。在光生伏特效应的作用下,太阳能电池的两端产生电动势,将光能转换成电能,是能量转换的器件。太阳能电池一般为硅电池,分为单晶硅太阳能电池,多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三种[4]  。

蓄电池组

其作用是贮存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负载供电。太阳能电池发电对所用蓄电池组的基本要求是:a.自放电率低;b.使用寿命长;c.深放电能力强;d.充电效率高;e.少维护或免维护;f.工作温度范围宽;g.价格低廉。

控制设备

是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备。由于蓄电池的循环充放电次数及放电深度是决定蓄电池使用寿命的重要因素,因此能控制蓄电池组过充电或过放电的充放电控制器是必不可少的设备。

逆变器

是将直流电转换成交流电的设备。由于太阳能电池和蓄电池是直流电源,而负载是交流负载时,逆变器是必不可少的。逆变器按运行方式,可分为独立运行逆变器和并网逆变器。独立运行逆变器用于独立运行的太阳能电池发电系统,为独立负载供电。并网逆变器用于并网运行的太阳能电池发电系统。逆变器按输出波型可分为方波逆变器和正弦波逆变器。方波逆变器电路简单,造价低,但谐波分量大,一般用于几百瓦以下和对谐波要求不高的系统。正弦波逆变器成本高,但可以适用于各种负载。

跟踪系统

由于相对于某一个固定地点的太阳能光伏发电系统,一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太阳的光照角度时时刻刻都在变化,如果太阳能电池板能够时刻正对太阳,发电效率才会达到最佳状态。世界上通用的太阳跟踪控制系统都需要根据安放点的经纬度等信息计算一年中的每一天的不同时刻太阳所在的角度,将一年中每个时刻的太阳位置存储到PLC、单片机或电脑软件中,也就是靠计算太阳位置以实现跟踪。采用的是电脑数据理论,需要地球经纬度地区的的数据和设定,一旦安装,就不便移动或装拆,每次移动完就必须重新设定数据和调整各个参数;原理、电路、技术、设备复杂,非专业人士不能够随便操作。河北某太阳能光伏发电企业独家研发出了具有世界领先水平、成本低廉、简单易用、不用计算各地太阳位置数据、无软件、可在移动设备上随时随地准确跟踪太阳的智能太阳跟踪系统。该系统是国内首家完全不用电脑软件的太阳空间定位跟踪仪,具有国际领先水平,能够不受地域和外部条件的限制,可以在-50℃至70℃环境温度范围内正常使用;跟踪精度可以达到±0.001°,最大限度的提高太阳跟踪精度,完美实现适时跟踪,最大限度提高太阳光能利用率。可以广泛的使用于各类设备的需要使用太阳跟踪的地方,该自动太阳跟踪仪价格实惠、性能稳定、结构合理、跟踪准确、方便易用。把加装了智能太阳跟踪仪的太阳能发电系统安装在高速行驶的汽车、火车,以及通讯应急车、特种军用汽车、军舰或轮船上,不论系统向何方行驶、如何调头、拐弯,智能太阳跟踪仪都能保证设备的要求跟踪部位正对太阳!

限制因素

首先,在原材料价格下跌背景下,光伏电池和组件生产商持续亏损,组件商停产比例达到30%。但即便如此,光伏发电距离平价上网,还需时日,电站运营商也在观望电池和组件价格继续下降。

其次,补贴资金缺口很大。光伏电站是生存在补贴之上的行业,利润高低取决于补贴和各地电价水平。但可再生能源电力附加缺口大,统一的分布式发电项目电价标准还不确定,也会给电站投资商带来不确定性。如果分布式发电最终采取电量补贴方式,意味着只有电价较高的东部地区有利可图,而不是一个全面的市场繁荣。

第三,补贴和并网政策落实不易。明面上政府对光伏电站有很多补贴,但在具体实施中补贴拖欠严重,将耗费开发公司大量现金。并网也落实不易,国家电网对分布式光伏项目实行并网免费办理的政策,据民生证券新能源首席分析师王海生称,因为免费,没有纳入原有考核体系,地方公司执行的积极性并不高。

光伏电站的常见问题

1. 屋顶结构是否遭受破坏

常见的屋顶结构分为混凝土屋顶和彩钢屋顶。项目开发前均由业主方提供或协助提供房屋建筑设计院的设计参数,在可控的承重范围内设计电站,并得到原有建筑设计院的认可。

公司对项目场址进行严格筛选,杜绝电站建成后房屋结构受损或者防水层受损,同时公司投资开发新型安装工艺,增强项目的安全性、可靠性。

2. 电力公司是否允许光伏电力并网

建设光伏电站前,首先需要获得省发改委的审批,然后根据省发改委的审批文件去当地所属电力公司办理并网手续。只有办理过并网手续的光伏项目才被允许并入电网。

国家金太阳示范工程鼓励光伏电站自发自用,电站系统需安装防逆流装置,防止电流倒送。

系统配置防逆流装置,检查交流电网供电回路三相电压、电流(测量点),判断功率流向和功率大小。如果电网供电回路出现逆功率现象,防逆流装置立即限制逆变器输出功率、或直接把光伏并网系统中的接入点断开(控制点)。

4. 电站是否需要市电切换装置

市电切换装置一般应用于离网光伏电站,离网光伏电站在蓄电池不能保证设备运行的情况下,通过切换装置将逆变器供电转为市电供电。

而并网光伏电站直接与电网并联,光伏电力与市电同时对设备供电,不需要切换装置。

众所周知,光照强度是一个抛物线的变化过程,光伏电力也遵循这一变化规律。用户功率稳定,市电补充光伏电力低于用户功率部分,保证用电稳定。

5. 电站的所发电力与并网接入点的市电是否一样

在电站系统中,逆变器是保证交流电输出稳定性的重要设备。项目采用的光伏并网逆变器均通过TUV、金太阳等权威认证和测试,逆变器将采集并网点电流数据输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流,与市电具有相同的电力特性,保证系统稳定运行。

6. 投资建设光伏电站对于投资方与屋顶提供企业的经济效益

现阶段国家大力扶持光伏发电项目,对于符合条件的项目,国家给予一定比例的资金支持,包括金太阳示范工程、光电建筑一体化等。 项目一般采用合同能源管理模式,分享节能收益。

投资方的收益:通过获得国家补贴,建设光伏电站的投资回收期由之前的15至20年缩短为现阶段的7至12年。

企业方的收益:对建设光伏电站在资金方面零投入,只需提供闲置屋顶,以当地市电价格使用光伏电力。同时,投资方给予企业6~10%的电价返还,实现节能效益共享的初衷。

7. 电流计量

在电能计量表安装在逆变器交流输出端的交流配电柜中,项目均采用供电部门提供的计量表,符合相关国家计量标准,达到精准、公平、合理的电流计量。

8. 建成后电站的运营维护

UPSOLAR组建项目管理公司,定期巡检电站,保证电站运行,同时检查电站是否对房屋造成损坏,对于确定为电站原因引起的,UPSOLAR承担修复费用。同时,UPSOLAR拥有自己的光伏实验室,能精确的检测电站的运行状况。

对发展光伏发电站的两点建议

太阳能有众多的优势,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,从航天器到家用电器; 功率范围极大,从兆瓦级电站到玩具电源、 光伏发电系统有离网的,有并网的; 并网的系统有分布式的,有集中式大型光伏电,我国光伏发电分布式和集中式两种系统都要发展,但是,我们认为要想实现太阳能发电的大规模应用,还是应当以建设光伏发电站为主。 然而,太阳能也存在着两个重大的局限性: 1) 分散性: 到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但是能流密度很低,想要得到较大的光伏发电能量,需要面积相当大的一套收集和转换设备; 2) 不稳定性: 由于受到昼夜变更等自然条件的限制以及晴阴云雨等随机因素的影响,到达地面的太阳辐射是间断的不稳定的& 不稳定性意味着储能成为太阳能利用的重要环节,然而这恰是当前太阳能利用中的薄弱环节,特别是与大型集中式光伏电站相匹配的而且成本可以接受的储能技术更是未能很好解决的问题& 不带储能装置的光伏发电系统直接并网将给电网带来潮汐式送电,造成电压起伏不定,如果这样并网的发电量比例较大,可能导致电网失稳; 如果配置大容量的化学蓄电设备,不仅将会增加成本,而且存在安全隐患和后期处理蓄电设备的环境风险& 在光伏发电项目建设实践中,普遍遇到电网接入限制而产生的弃光问题,以及由于用地指标紧张而出现的无处建光伏电站问题,这里面固然有体制和政策方面的障碍,也与上述太阳能两个内在的局限性密切相关。大规模建设集中式光伏发电站必须解决上述两个问题,而如何解决问题需要创新思路,下面主要就此提出具体建议。

通过与水结合建设光伏发电站解决用地困难问题光伏电站用地为永久性地,大型地面光伏电站需占用较大的土地面积,理论估算光伏电站平均每千瓦占地 1% 平方米。 我省地处长江中下游地区,经济发达,人多地少,最近几十年的快速发展,特别是工业化的加速城市扩大和交通建设等,使用地需求大增,用地指标一直紧张, 中央“十三五”规划建议中明确要求,坚持节约资源和保护环境的基本国策,坚持最严格的耕地保护制度,开展大规模国土绿化行动,加快建设资源节约型!环境友好型社会,推进美丽中国建设,在此情况下,未来征用耕地和林地条件会更加严格,再加上光伏发电站本身对用地要求满足一定的条件,将使用地困难问题更难解决。如何解脱建设光伏电站用地难的困境? 需要转变观念,拓宽思路,我们提出采取与水结合方式建设光伏发电站。 长江中下游地区自然环境是江河纵横交错,湖泊星罗棋布,而且还有多年来的水利兴修留下的很多水库渠道,这些提供了发展光伏发电的广阔空间& 第一种方式是利用江河湖库的岸边未利用土地,水中沙洲滩涂!浅水湖塘池沼,以及为了加强生态保护而开展退耕还湿!退养还滩的湿地资源来建设光伏电站,这些年来建成的#渔光互补模式光伏电站基本上属于这一种类型。 第二种方式是利用水位较深的湖泊和水库的水面建设光伏电站,当然,还有以上两种方式的复合方式。 国外已经有了水面光伏电站的实例,与浅水中固定支架的渔光互补电站不同,水面光伏电站的平台是浮在水面上的。

通过光水互补解决光伏发电不稳定性和并网困难问题

依托水电站直接光水互补方式

光伏发电具有出力不稳定和间歇性的特点,长距离输送中电力潮流变化将会给电网的电压控制增加难度,为此电力系统需要有足够备用容量来调节,通常采用相应的火电机组承担旋转备用,但是这样处理会消耗煤炭!油气等化石能源,造成污染物及温室气体的排放。 为解决光伏发电存在的问题,在青海研发了水光互补、协调运行控制系统,依托水电站发展光伏发电站,两种电站互相补充发电,在光伏电站能够充分发电时直接并网,水电站停止发电或减少发电量; 在光伏电站发电能力下降或停止发电时,水电站启动发电或增加发电能力,以补足发电量,两种电站交替运行互补并网以保持并网电量均衡,电网电压稳定。 这种方式利用水轮发电机组的快速调节能力和水库的调节能力,提高了光伏电站的电能质量,依靠水力发电和光伏发电快速补偿的功能,使光伏发电转换为安全稳定的优质电源并能够安全并网。与利用火电机组承担旋转备用的方式相比,水光互补%是清洁能源之间的优势互补,不仅效率更高,而且减少化石燃料消费,降低了碳排放,因而,应用前景广阔,具有较高社会经济效益。安徽省有相当多的已经建成的水电站,有的地区水力发电的潜力已经不多,如果用来发展水光互补的光伏电站,可以迅速而低成本地扩大发电能力。

与抽水蓄能相结合解决光伏电站大容量蓄能问题

理论上通过储能装置可以使光伏发电保持平稳的电能输出,但是,大容量的蓄能装置,特别是电站级的化学蓄能装置恰是薄弱环节。 众所周知,抽水蓄能是电力系统最可靠、最经济!寿命周期最长!容量最大的储能装置,我们建议将光伏发电技术与抽水蓄能技术组合起来,利用抽水蓄能技术来解决光伏发电的不稳定性问题。这种组合电站的运行方式如下: 光伏发电 、抽水蓄能、 放水发电 、 电能并网。 这种光伏发电和水力发电组合中,光伏发电带有起伏性!间歇性,甚至有随机性,但是,通过抽水蓄能,光伏发电得到的电能将以大量水体的势能储存起来; 水力发电则是连续的稳定的全天候的,庞大的水库水体平抑了太阳能的起伏,保持了输出的电力是平稳的、连续的,同时通过水力发电又将不稳定的光伏直流电,变换成平稳的交流电,提高了并网电能的品质。这就是说,这条技术路线同时解决了蓄能设施和直流变交流的逆变器问题,以及相应的调控问题。光伏发电和抽水蓄能都是相当成熟的技术,这里的组合方式是前后相继,没有交叉重组,同时由于相关的工程建设与管理也比较成熟,这就极大地缩短研发周期,降低前期投入,需要做的事是解决现行体制中的某些障碍。对于已经建成的抽水蓄能电站,适当调整分配抽水蓄能电站的抽水和发电能力,或另外增加一些抽水能力,就可以在保持抽水蓄能电站原有功能同时,支持建设光伏发电站& 对于新建设的抽水蓄能电站,将光伏电站与抽水蓄能电站统一规划!设计!建设和运行!管理,将更为有利。

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《户用光伏建设运行指南(2022年版)》

户用光伏建设运行指南一、资料篇Q1:老百姓要想在屋顶安装光伏,第一步应先找谁?在备案以及并网前,需要准备哪些材料?答:1.第一步可以先咨询当地电网公司,了解注意事项;同时,可与当地光伏系统设备经销商沟通,了解设备购买和安装事宜。2.客户在安装户用光伏前,首先需前往当地电网公司填写并网申请表,项目备案目前由电网公司代替客户统一发起。填写并网申请表需要准备以下材料:(1)申请人有效身份证明:居民身份证、临时身份证、户口本或其他有效身份证明任一即可;(2)电站地址权属证明:包括房屋产权所有证(购房合同或乡镇及以上政府主管部门出具的土地使用证明);(3)地方电网公司根据有关规定要求提供的其他材料。二、电网篇Q2:项目并网建设的主要流程是怎么样的,有哪些注意事项?答:并网具体流程如下:客户提交资料并填写并网申请表→电网公司发起并网申请→电网公司给出接入系统方案→光伏电站建设→电网公司验收调试→电网公司并网发电。注意:填写接入申请时应确定并网容量。Q3:并网验收大概需要多长时间?答:项目竣工后应及时报验当地电网公司,电网公司在收到并网验收与调试申请后,一般在7个工作日内完成电能计量装置安装、发用电合同签署以及并

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户用光伏发电百问百答2022年版

户用光伏建设运行百问百答(2022年版)目录户用光伏建设运行百问百答.............................................................................................................1第一篇原理及意义篇.......................................................................................................................11、什么是光伏发电?什么是分布式光伏系统?................................................................12、什么是户用分布式光伏系统?........................................................................................13、您知道光伏发电的历史起源吗?....................................................................................14、光伏电池是怎么发电的?................................................................................................25、户用分布式光伏发电系统由哪些部件构成?................................................................26、什么是配电网?配电网与分布式光伏系统有什么关系?............................................37、为什么说光伏电力是绿

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《光伏电站开发建设管理办法》国能发新能规〔2022〕104号

1光伏电站开发建设管理办法第一章总则第一条为规范光伏电站开发建设管理,保障光伏电站和电力系统清洁低碳、安全高效运行,促进光伏发电行业持续健康高质量发展,根据《中华人民共和国可再生能源法》《中华人民共和国电力法》《企业投资项目核准和备案管理条例》《电力监管条例》《国务院关于促进光伏产业健康发展的若干意见》《国务院办公厅转发国家发展改革委国家能源局关于促进新时代新能源高质量发展实施方案的通知》等有关规定,制定本办法。第二条本办法适用于集中式光伏电站的行业管理、年度开发建设方案、项目建设管理、电网接入管理、运行监测等。分布式光伏发电管理另行规定。第三条国家能源局负责全国光伏电站开发建设和运行的监督管理工作。省级能源主管部门在国家能源局指导下,负责本省(区、市)光伏电站开发建设和运行的监督管理工作。国家能源局派出机构负责所辖区域内光伏电站的国家规划与政策执行、资质许可、公平接网、电力消纳等方面的监管工作。电网企业承担光伏电站并网条件的落实或认定、电网接入、调度能力优化、电量收购等工作,配合各级能源主管部门分析测算电网消纳能力与接入送出条件。有关方面按照国家法律法规和部门职责等规定做好光伏电站的

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光伏发电站工程项目用地控制指标--报批稿

ICS27.160CCSP61TD中华人民共和国土地管理行业标准TD/TXXXX—2022光伏发电站工程项目用地控制指标Landquotaofphotovoltaicpowerstationproject(点击此处添加与国际标准一致性程度的标识)(报批稿)XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施中华人民共和国自然资源部发布TD/TXXXX—2022I目次前言................................................................................III引言.................................................................................IV1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语和定义..........................................................................14用地原则............................................................................2保护耕地原则....................................................................24.1节约用地原则....................................................................24.2统筹用地原则............................................

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