光伏系统组件效率分析

为了最大限度地利用太阳能,以光伏发电系统为实验平台,进行了系统效率的研究和优化.利用华东理工大学材料学院的12 k W光伏实验平台(平台共有光伏组件17组),人为设置了不同的条件以便进行对照试验.实验主要涉及了常规单晶组件、常规多晶组件和双玻双面组件.实验数据收集了包括晴朗阳光充足、阴雨以及多云3种气象环境.实验主要分为3部分,每个实验部分分别研究了不同地面条件、垂直摆放不同朝向以及不同倾角对于光伏系统效率的影响,最终给出了提升光伏系统效率的方法和建议.     

基于PVSYST的分布式光伏设计研究

借助PVSYST光伏系统设计软件,分析了兰州地区并网光伏系统的最佳倾角、水平面及坡屋面的光伏阵列间距以及建筑物对光伏阵列的阴影影响。结果表明,兰州地区光伏阵列的最佳倾角为30°,在获得最大全年发电量的同时,四季发电量也比较均衡;相对于水平屋面,南北向双坡屋面需要考虑适当增大北面坡屋面的光伏阵列间距以避免组件间产生遮挡;对兰州地区,Meteonorm气象数据的冬季辐射数值显著偏小;日最高气温与发电量的变化趋势有一定的正相关性,同时,扬沙等恶劣天气对光伏发电量的影响非常大。     

基于BIPV系统的太阳能小屋设计

本文在光伏建筑一体化系统(BIPV系统)的基础上研究光伏电池在小屋外表面的优化铺设问题。光伏组件的安装设计对建筑项目全年寿命周期各阶段的发电量与经济效益的指标有重要影响。对于问题1,在小屋外表面铺设电池分组阵列时我们从使小屋的全年光伏电池发电总量最大化而单位发电量费用最小化出发。对于问题2,在考虑电池板的朝向与倾角对光伏电池工作效率的影响的情况下,确定方阵的最优倾角是光伏发电系统优化中必不可少的重要环节和先决条件。通过Matlab软件建立倾斜放置的光伏电池板表面接收太阳辐射能模型,计算得到光伏板上的辐射能,推导出光伏电池板的最佳倾角,并同时建立基于光伏电池板安装的最佳倾角模型。对于问题3,根据附件7给出的小屋建筑要求,用机械制图软件UG绘制出小屋的外形图。根据问题1,2的铺设方案,并采用自动跟踪式独立光伏电池,对所建小屋进行光伏组件的优化铺设。     

光伏系统跟踪效果分析

通过对光伏组件平面辐照量、电学特性的模拟计算,对在珠海地区采用单、双轴跟踪和固定倾角(朝南22°)布置时,太阳电池组件的太阳辐照量和产出电能情况进行比较、分析;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,发现其跟踪方式对并网系统产出电能有较大提高:双轴和单轴跟踪分别增加23.9%和18.2%;对光伏水泵等负载效果也非常明显,能很大地提高产能降低成本.但在珠海地区对全年均衡型和冬季型负载采用跟踪时效果不够显著.     

一种集成式追光光伏发电冷柜的设计研究

设计开发了一种光伏发电冷藏柜,采用对日跟踪伺服控制系统及单轴追光方式,通过单元追踪的方式实现了对太阳能的高效利用.并在晴朗及阴雨天气下分别进行实验,实验结果验证了追光式光伏板光电转换效率优于固定式光伏板,同时证明了该供电系统可以保证冷藏柜的独立稳定运行.制冷实验过程中,明确了制冷剂的最佳充注量为120 g,进一步实验后...     

微型光伏水泵系统有无蓄电池和控制器的性能对比研究

在光伏水泵应用中,配备蓄电池会增加投资成本,而且蓄电池的寿命又比组件短得多,所以一般的设计很少有配蓄电池的情况.针对微型的光伏水泵扬水系统做了专门的对比试验测试,发现配蓄电池不仅提高了系统工作的稳定性和可靠性,还可以增加抽水量或减少组件匹配功率和克服由阴雨、多云天气造成的冲击影响.     

共直流母线式风光互补发电系统的仿真研究

由于太阳能、风能的互补特性以及光伏发电、风力发电技术的日趋成熟,风光互补发电成为研究热点.文章分析了风力发电技术、光伏发电技术以及风光互补发电技术,设计了共直流母线式风光互补发电系统的整体结构,讨论了该拓扑结构的工作原理和控制策略,并利用PSCAD软件建立了风光互补发电的仿真模型,分别在外部环境不变与外部环境(风速、日...     

1MW屋顶并网光伏系统实践

云南师范大学屋顶并网光伏系统具有不同的屋面结构、组件安装方式以及接入电压等级,以其为基础,详细介绍了1 MW屋顶并网光伏系统的系统构成、组件安装、逆变器选型等,并且对该光伏系统的运行数据以及效益进行分析.     

光伏电站分时段多倾角发电方法

为提高光伏电站的发电量和收益,提出将每年划分为多个时间区间,对每个时间区间内光伏阵列的最佳倾角进行分别计算的优化方法.使用Labview语言开发了计算软件,以辽宁省沈阳市为例进行了计算,比较了固定倾角和多倾角情况下光伏组件表面接收到的总辐照量.对固定倾角和多倾角情况下的投资和收益情况进行了详细比较.搭建了实验平台并进行对比实验,实验结果表明:利用多倾角阵列比固定倾角阵列的发电量有明显提升.     

光伏电站热斑测试研究

以云南一大型光伏电站的光伏阵列为研究对象,使用高精度红外热像仪对组件逐个检测,对出现热斑效应的组件数量和电池片数量进行了统计;针对发生热斑效应的原因进行了现场分析;研究了不同程度的热斑效应对组件发电量的影响.     

光伏光照概率性对配电网电压的影响

分布式光伏发电接入配电网后将对配网无功电压特性产生诸多影响.文中建立了基于太阳辐射度Beta分布的分布式光伏发电系统概率模型,考虑太阳辐射度对光伏发电系统出力的影响,模拟了晴天少云、晴朗无云、晴间多云这3种典型天气情况下光伏发电系统的出力变动,得到连续时间断面的概率性光伏出力,依次进行潮流计算,并与恒功率光伏电源模型的潮流计算结果作对比.结合算例仿真,总结分析了光伏并网后对配电网稳态电压分布和电压幅值波动的影响规律,并验证了概率性分布式光伏发电模型相比于传统的恒功率模型更能够反映光伏电源出力的波动性和随机性.     

光伏电站的设计技术研究

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将太阳光能直接转变为电能的一种技术,主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。光伏发电属于无排放、无污染、无噪音、无辐射,是绿色环保的清洁能源。该文介绍了一座拟建于高原地区的光伏电站的设计方案,并对组件的安装倾角、阵列间距等进行了建模与分析。     

顺德地区固定式多角度光伏发电系统研究

在光伏系统设计中,由于设计软件模拟计算时使用的气象数据与实际气象数据有差别,因此,使用软件模拟计算得出的某地全年最佳倾角与实际有一定差别。为研究广东顺德地区安装光伏发电系统的年最佳倾角,建设了固定式多角度光伏发电系统,同时对该系统运行一年半的发电数据进行分析,得出顺德地区安装光伏发电系统的年最佳倾角在25°左右。     

多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置研究

随着世界各国对太阳能资源开发的日益重视,光伏产业得到快速的发展.然而,由于太阳能资源具有随机性和波动性强的特点,使得光伏电站出力波动性较大、电能质量较差,进而导致光伏电站并网难度增加.为提高光伏电站的出力稳定性、保证电能质量,采用多种光伏组件互补运行的方式和为光伏电站合理配置混合储能系统是有效的方法.针对多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置问题,提出一种统计分析与数学模型相结合的配置方法.该方法采用小波分解将不同天气类型对应的典型光伏出力分解为近似信号、高频波动信号和低频波动信号,并提出采取能量型储能技术和功率型储能技术分别平抑低频波动和高频波动的思路;结合各天气类型的时间占比,对高、低频波动信号进行统计分析以确定混合储能的功率;构建以全生命周期成本最小与目标出力满足度最大为目标的混合储能容量优化配置模型,并采用遗传算法求解模型以确定最优的混合储能容量配置方案.本文以青海共和55 MW光伏实证基地为实例,通过对9种不同混合储能组合计算结果的比选,得到了最优混合储能配置方案——超级电容(4.6 MW/(1.21 MW·h))+全钒液流电池(9.2 MW/(6.26 MW·h)).光伏电站出力优化结果显示:所提出的配置方法可行且有效,实施提出混合储能配置方案后,光伏电站出力波动性显著降低,出力稳定性和电能质量得到显著提高.     

利用PVT组件降低热斑效应危害的研究

该研究简要介绍了热斑效应产生的原理及危害和PV/T组件的结构及原理。研究了PV/T组件对于降低热斑效应的实际效果。设计了一套背面回路矩形流道的扁盒式不锈钢水冷PV/T组件,利用自来水循环流动于PV/T组件,以达到对光伏组件降温散热的目的,从而保护光伏组件,减少热斑效应带来的不良影响,增加组件的实际使用寿命,同时组件的温度降低可提高其发电效率。与传统光伏组件进行对比实验,结果表明,PV/T组件对于降低热斑效应危害具有良好的效果,值得推广。     

一款外置机械式光伏组件除尘装置除尘性能测试

灰尘效应减小光伏组件光通量,降低光伏组件工作效率.对一款自行设计的外置机械式光伏组件除尘装置样机进行了除尘效果的测试.以光伏组件闭路电流ISC为参考量,定义了除尘效率ηDE.选择了重庆当地普通建筑用河沙、地表红壤粉末和建筑物顶部浮尘3种材料为样本,进行了除尘效果对比测试.单次除尘作业时间3.2min,功耗60W.测试发现河沙样本除尘效果最好,一次除尘率和二次除尘率分别达到78%,90%,浮尘样本除尘效果最差,分别是51%,79%.测试分析表明该除尘装置具有有效去除光伏组件表面灰尘、克服灰尘效应的功能,最佳作业次数为3次.     

大长宽比平单轴光伏板风荷载试验研究

针对大长宽比的平单轴光伏板风荷载特性展开风洞试验研究，分别考虑了单体和阵列布置形式、0°至60°下7种光伏板倾角和7个来流风向，分析了光伏板的最不利来流风向、单体模型和阵列模型的风荷载分布，讨论了阵列布置时风荷载的干扰效应，与四个国家或地区的抗风规范进行了对比并给出了分区体型系数建议值. 研究发现：0°与180°为光伏面板阻力和倾覆弯矩的最不利风向；局部体型系数的分布及大小、绕转轴的弯矩系数和整体体型系数受到光伏板倾角及来流风向的影响. 对于绕转轴倾覆弯矩系数，小倾角的平单轴光伏板相对于大倾角的平单轴光伏板数值更大，对于光伏面板阻力，大倾角的平单轴相对于小倾角的平单轴光伏板更不利. 局部体型系数分布沿来流风方向呈现梯度变化，气流分离导致迎风拐角位置处的局部风荷载发生剧烈变化且出现极大值.     

基于系统理论过程分析方法的无人艇航行安全性分析

近年来,水上交通正朝着无人化、自主化方向发展.水面无人艇是水上交通工具中尺度较小、自主化程度较高的一类.面对复杂的海洋环境,高度集成的无人艇难免由于组件交互失效、内外干扰等造成航行安全事故.在无人艇设计过程中提高其安全性成为面向水上应用的无人艇研发的重要环节.为此,采用系统理论过程分析方法评估无人艇航行安全并给出安全优化对策.针对Pixhawk无人艇软硬件架构搭建事故致因模型.采用系统理论过程分析方法分析系统级危险、不安全控制行为及原因.最后,从三个方面提出了提高航行安全性的设计建议,从控制系统角度提高了Pixhawk无人艇航行安全设计能力.     

太阳能小屋的设计

研究设计绿色环保的太阳能小屋,绘制了山西省典型四个方向总辐射强度散点图,结合三大类光伏电池的特点,确定了房屋不同侧面应采用的电池类型。以光伏组件与逆变器组合的单位费用发电量最大为目标函数,建立排序光伏组合性价比的单目标优化模型,采用Lingo编程求解得出排序情况。根据二维排样算法,结合铺设条件,对组件组合进行下料。房屋顶部采用光伏电池组件整体架空的方式,以光照总辐射强度最大为目标,采用逐步细化搜索算法确定顶部的斜面倾角。     

太阳能小屋的设计

研究设计绿色环保的太阳能小屋,绘制了山西省典型四个方向总辐射强度散点图,结合三大类光伏电池的特点,确定了房屋不同侧面应采用的电池类型。以光伏组件与逆变器组合的单位费用发电量最大为目标函数,建立排序光伏组合性价比的单目标优化模型,采用Lingo编程求解得出排序情况。根据二维排样算法,结合铺设条件,对组件组合进行下料。房屋顶部采用光伏电池组件整体架空的方式,以光照总辐射强度最大为目标,采用逐步细化搜索算法确定顶部的斜面倾角。