V型槽聚光下PV系统的性能研究

设计制作了V型槽聚光PV系统,基于此系统对多晶硅电池阵列和空间太阳电池阵列进行实验研究。结果表明,V型槽聚光下多晶硅电池阵列的最大输出功率为6.198W,是非聚光下的1.21倍。空间太阳电池阵列的最大输出功率由未聚光时的7.834W增至聚光后的14.223W,提高了近一倍。采用通水冷却方法,研究了V型槽聚光下电池工作温度对电池阵列开路电压、短路电流、输出功率和填充因子的影响。聚光水冷后多晶硅电池阵列最大输出功率增加到8.28W,比普通光照下提高了62.67%.     

V型槽式低倍聚光PV/T组件性能研究

本文设计搭建了一种V型槽式低倍聚光PVT组件,将V型槽式聚光器与无空腔型PV/T组件结合起来。通过Trace Pro软件模拟发现,V型槽式低倍聚光PV/T系统单日制热量的增加百分比随安装角度的增大呈先增大后减小的趋势,当安装角度为23°时,增强作用最明显,聚光后光热转化功率能提高8.57％。实验结果表明,安装角度23°时总发电量比原来提高了19%;通过动态调整反光铝板安装角度,发现在太阳光照强度最强时V型槽安装角度在20°-30°之间移动时整体的聚光效率最高。V型槽式低倍聚光PVT组件的光伏光热效率均高于原有的无空腔PV/T组件和有空腔PV/T组件,具有较大的应用价值。     

多曲面槽式聚光太阳电池电热联供系统性能研究

介绍了一种多曲面槽式太阳能聚光器的工作原理,对该装置进行了三维建模,利用光学分析软件对该聚光器安装平板式太阳电池进行光线追迹分析,直观地再现了聚焦光线的分布.基于该多曲面槽式聚光系统,提出一种新型的聚光太阳电池电热联供系统(TCPV/T).该系统能够有效利用太阳辐射能量,提高太阳电池输出电功率、光电转换效率,并将太阳电池产生的热量有效回收,实现聚光发电系统对外输出电能、热能.构建了多曲面槽式聚光多晶硅太阳电池电热联供实验系统.实验结果表明,在约3倍太阳聚光作用下,与非聚光平板电池、安装于同一聚光器内的太阳电池输出电功率相比,聚光电热联供系统输出最大电功率分别提高了96.4%和64.2%,系统综合性能效率达到62.8%.     

V形槽式低倍聚光光伏光热一体化组件性能

设计搭建了一种V形槽式低倍聚光光伏光热一体化(PV/T)组件,将V形槽式聚光器与无空腔型PV/T组件结合起来。通过Trace Pro软件模拟发现,V形槽式低倍聚光PV/T系统单日制热量的增加百分比随安装角度的增大呈先增大后减小的趋势。当安装角度为23°时,增强作用最明显,聚光后光热转化功率能提高8.57%。实验结果表明,安装角度23°时总发电量比原来提高了19%。通过动态调整反光铝板安装角度,发现在太阳光照强度最强时V形槽安装角度在20°~30°之间移动时,整体的聚光效率最高。V形槽式低倍聚光PV/T组件的光伏光热效率均高于原有的无空腔PV/T组件和有空腔PV/T组件,具有较大的应用价值。     

浸没冷却液体对聚光三结电池电性能的影响

为把直接液浸冷却方式应用于采用密排III-V族电池组件的高倍聚光光伏系统,分析了适用于浸没冷却高倍聚光下III-V族聚光三结电池候选液体的种类、液膜厚度对Ga In P/Ga In As/Ge聚光三结电池电性能的影响,探索了该电池在液浸条件下电性能变化的机理.结果表明:不同液体液膜厚度对聚光三结电池短路电流的影响远大于对其开路电压的影响;随着浸没液体厚度的不断增加,聚光三结电池的效率呈现先升高后降低的趋势,在4.0 mm液厚时效率达到最大,其中化妆级白油在此厚度浸没下电池效率可提升8.99%.机理分析表明:薄液膜的存在降低了聚光三结电池表面的菲涅尔反射的光学效应和液体分子的吸附降低了电池表面复合速率的电学效应是引起电池效率提升的主要原因.     

硅太阳电池解析模型分析与参数修正

通过对硅太阳电池的数学模型的分析,文章给出了一种利用硅太阳电池的开路电压、短路电流以及最大输出功率点处的电压、电流确定模型参数的方法,并提出不同光强下硅太阳电池的模型参数修正方法;对硅太阳电池进行了仿真及实验测量;数据分析结果表明,该方法确定的模型在低倍光强下能够反映硅太阳电池的特性.     

基于半残次硅片的太阳电池性能研究

选取了在硅片加工过程中产生的线痕片、厚片、薄片、崩片和TTV片共5种类型的半残次硅片,制备了太阳能电池,并在中山大学太阳能系统研究所进行了太阳电池片的实验研究,分析了这些残次片电池的开路电压、短路电流、填充因子、转换效率,研究结果表明,半残次硅片所制备的太阳电池性能良好:这些电池片的平均转换效率都达到了15.80%以上,填充因子可达73.98%,短路电流在5.10～5.28A之间,开路电压在0.62V以上,对于降低太阳电池成本具有一定参考价值.     

低倍聚光多晶Si太阳电池的研制

本文报道了用50×50毫米~2浇铸多晶Si制成具有密栅、背场结构的低倍(2～5倍)聚光太阳电池,在AM1.5标准光强下,全面积转换效率达到10.2％,有效面积转换效率达到11.46％。在聚光2.73倍时,电池短路电流增益为2.5～2.71倍。在低倍聚光下工作的太阳电池的研制,国内尚未见报道。用多晶硅材料试制成这种电池,有可能进一步降低系统成本,在近期达到20～25元/峰瓦。     

槽式聚光系统聚光硅电池阵列特性实验研究

利用所设计的槽式聚光热电联供系统,对栅线平行分布和反方形分布的两种聚光硅太阳电池阵列进行了性能测试研究。结果表明,在能流聚光比为20倍的槽式聚光器下,两种电池阵列的光电效率分别为11.42%和13.89%,最大输出功率分别比聚光前放大16.06倍和19.33倍。两种电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为:-0.047 W/K、-0.45%/K、-0.035%/K;-0.029 W/K、-0.176%/K、-0.105%/K.研究结果为中低倍聚光系统聚光电池的选择和槽式聚光热电联供系统性能的优化提供参考。     

光伏电池模型特性研究

建立准确的光伏电池模型并对其进行特性分析是光伏发电技术研究的重要基础性问题。分析了光伏模块的等效电路模型,提出了光伏电池模块电气特性的数学模型,在Matlab/simulink中搭建仿真模型,在不同的辐照强度和环境温度并对其进行特性分析。实验结果表明辐照强度对光伏电池短路电流影响显著,而温度是光伏电池的开路电压的主要决定因素。研究为光伏发电最大功率点跟踪和大型光伏发电系统研究提供了有力支撑。     

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。     

日照强度和内部电阻对太阳能电池光伏性能的影响

在分析太阳能电池等效直流电路的基础上,利用电流-电压特性的函数关系式,建立了太阳能电池的仿真模型,研究了日照强度和内部电阻对电池伏安特性和光伏性能（如短路电流、开路电压、填充因子、输出功率和光电转换效率）的影响.研究结果表明：日照强度和内部串联电阻不仅明显影响了太阳能电池的伏安特性、短路电流和开路电压,而且也明显影响了太阳能电池的输出功率、填充因子和光电转换效率,同时太阳能电池的输出特性具有明显的非线性特征,并且存在一个最大的输出功率点和一个最佳的负载电阻值.     

基于同步矢量电流比例-积分控制器的光伏并网系统

太阳能是一种丰富干净的可再生性能源,研究可靠的光伏并网发电系统控制策略非常重要。该文分析了光伏阵列特性、光伏电源与交流电源之间功率流动特征,提出了改进常压法与同步矢量电流比例-积分(PI)调节器控制的空间矢量脉宽调制(SVPWM)调制方法相结合的单级式光伏并网系统,使电压源型光伏并网逆变器输出电流完全与电网电压相位一致,向电网输送的电能质量符合IEEE929-2000标准要求。仿真与实验结果一致,表明了所提出的控制方案具有良好的动态和稳态性能。     

具有MPPT功能的光伏系统仿真

光伏发电受制于太阳能电池较低的转换效率,使得其最大功率点的跟踪,成为提高光伏发电效率的关键。通过对太阳能电池等效电路和输出特性的分析以及对最大功率点跟踪原理的研究,利用 Matlab/Simulink,并结合Boost 电路,构建了通用型的光伏系统仿真模型。该仿真模型采用扰动观测法跟踪太阳能电池最大功率,并对太阳能电池在环境温度、日照强度固定及动态变化情况下的最大功率点跟踪进行了仿真测试,测试当两者同时变化时,日照强度变化对太阳能电池输出功率的最大值影响比较大,其中当日照强度增大200,W/m2时其输出最大功率增幅达28%。仿真结果表明,该模型能够准确迅速地对太阳能电池的最大功率点进行跟踪。     

一种同时实现无功补偿的光伏并网发电技术

提出了一种同时实现无功补偿的光伏并网发电技术,通过对逆变器输出电压的幅值和相位进行调节,改变逆变器输出电流的有功和无功分量.在白天,光伏发电系统能同时进行有功功率输出和电网无功功率补偿;在光照强度很低或夜晚光伏电池不能发电时,仍然可以利用该系统进行无功功率补偿,提高了系统的利用率.仿真结果验证了该技术的可行性.     

太阳能光伏组件伏安特性实验研究

太阳能光伏技术作为可持续利用的新能源技术,已经得到了广泛的关注.实验设计测试了太阳能电池的伏安特性及输出功率特性.实验测试得到了光伏组件串联与并联的伏安特性和输出功率与单片光伏组件的性能具有很好的一致性,可以根据输出电压、电流及功率需要对太阳能光伏组件进行组合.     

影响平板式光伏系统跟踪效果因素研究

通过对光伏组件平面辐照量、光伏组件特性的模拟计算,对北京、广州、拉萨三个地区的双轴跟踪和固定布置时平板式光伏发电系统性能进行了研究。同时对光伏系统在不同负载下,跟踪的意义进行了研究、讨论,结果发现:对于并网发电应用,跟踪系统在北京、广州、拉萨使用都能取得好的效果,其中以拉萨的效果最为明显;对均衡型负载跟踪系统在北京和拉萨使用都有一定的效果,而在广州效果较差;对夏季型负载跟踪系统在北京和广州都能较大的增加产出,而在拉萨效果却不好;对冬季型负载,跟踪系统在拉萨地区使用效果很理想,在广州和北京作用却不明显。     

光伏发电系统的防雷设计

针对当前太阳能光伏发电系统易遭受雷击的问题,通过分析雷电作用对系统的危害,提出了对室外的光伏组件采用法拉第笼和避雷针组成的双重避雷措施来预防直击雷及其产生的雷击电磁脉冲,对室内的控制器和逆变器等设备采用等电位连接和避雷器的方法来防止直击雷电感应和雷电波入侵,综合多级雷电防护措施,使太阳能光伏发电系统规范、有效、安全的运行.