不同背板晶硅光伏组件在湿热环境下的性能研究

选取CPE、KPE、TPT、AAA四种不同背板制备的多晶硅光伏组件,将其直接固定电阻负载投试到海南琼海湿热气候环境试验场,研究四种不同背板晶硅组件在真实环境应用的性能变化规律。利用热电偶对组件表面工作的温度进行实时监测以及利用实验室I-V测试仪对试验组件的I-V特性参数进行周期性测试,记录这些参数随组件试验时间的变化情况。结果表明:试验组件的温度越高,其最大功率、填充因子衰减越大.CPE、KPE、TPT和AAA四种不同背板的组件,整体温度最高和最大功率(Pm)、填充因子(FF)的衰减最大,串联电阻的增加最多均为CPE背板组件,其次是KPE背板组件,TPT背板组件次之,最小为AAA背板组件。     

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.     

抗隐裂光伏组件的研究与应用

针对光伏组件失效现象中隐裂的问题,对光伏组件封装材料互联条和铝边框结构进行研究,分析了隐裂的原因,提出了降低光伏组件中电池片在外力作用时出现隐裂的方案。实验研究了不同互联条拉伸比例、互联条有无弯折、铝边框有无横梁等条件对组件隐裂的影响。实验结果表明,设置合理的互联条拉伸比例、互联条弯折、铝边框加横梁等措施均有助于降低电池片的隐裂比例,提升光伏组件的可靠性。     

废旧磷酸铁锂电池破碎产物旋振筛分仿真分析与实验研究

对于废旧磷酸铁锂电池大量报废回收的现状,文章将振动筛分分选的方法用于分离回收废旧磷酸铁锂电池负极片中的铜和碳粉。使用EDEM仿真软件对破碎后的正、负极片的旋振筛分过程进行模拟,利用SolidWorks软件建立旋振筛的三维模型,并运用ANSYS Workbench软件进行模态分析,得到筛机的各阶固有频率;选取远离筛机的振动频率,采用正交实验探究振动频率、料层厚度、偏心块夹角对旋振筛筛分效率的影响;最后利用旋振筛分实验对仿真结果进行验证。实验结果与EDEM软件仿真结果相一致,验证了EDEM仿真模拟的可行性与有效性。     

抗隐裂光伏组件的研究与应用

针对光伏组件失效现象中隐裂的问题,对光伏组件封装材料互联条和铝边框结构进行研究,分析了隐裂的原因,提出了降低光伏组件中电池片在外力作用时出现隐裂的方案。实验研究了不同互联条拉伸比例、互联条有无弯折、铝边框有无横梁等条件对组件隐裂的影响。实验结果表明,设置合理的互联条拉伸比例、互联条弯折、铝边框加横梁等措施均有助于降低电池片的隐裂比例,提升光伏组件的可靠性。     

不同环境下光伏组件自然积灰特性模拟

研究光伏组件自然积灰特性,可为光伏组件清灰提供理论指导。以华北电力大学光伏组件系统为研究对象,利用COMSOL软件对其积灰物理模型进行了数值模拟,其模拟与试验结果对比表明：二者变化趋势一致、数量级相同且相对误差在允许范围内,验证了模拟方法的合理性。模拟分析了湿度、污秽浓度、颗粒粒径、风速等因素对光伏组件积灰特性的影响。结果表明：相较于其他因素,湿度变化对光伏组件表面积灰影响较小;在其他条件一定时,光伏组件表面积灰量与污秽浓度呈正相关变化,粒径对污秽颗粒沉积的影响大于风速对污秽颗粒沉积的影响,小风速时加剧光伏组件表面积灰,大风速时则有一定的清洁作用。     

太阳能光伏组件环境成本的货币化核算研究

本研究旨在核算多晶硅光伏组件生产过程中的环境影响成本,为可再生能源技术的可持续发展评价提供信息.采用全生命周期方法核算光伏组件生产过程中的环境影响,并进行经济成本核算.同时,计算其生产阶段各环节的货币化成本,从而核算了考虑环境成本的太阳能光伏组件的成本回收期.我们的核算结果显示,光伏组件生产过程中的环境成本为28 737$/kW,经济成本为4 572$/kW.考虑了环境影响成本的光伏组件的成本回收期估计为23.8年,接近其寿命期.货币化权重因子极大程度影响了光伏组件生产过程的环境影响货币化值,由于目前的环境影响货币化参数是基于ReCiPe方法的研究结果,因此,建立起我国的支付意愿数据库十分迫切.     

晶体硅光伏组件电势诱导衰减的研究

采用单晶硅电池制备两块实验组件A和B,在高温高湿高偏压的条件下进行电势诱导衰减实验。电致发光(EL)缺陷图显示,随着测试进行,两块组件都出现了微裂、断栅等电池缺陷;伏安(IV)性能测试结果显示,电势诱导衰减测试192 h后,实验组件A和B最大功率衰减分别为19.34%和11.02%,表明实验组件在高温高湿高偏压的环境下产生漏电流,导致Na⁺由玻璃向电池迁移,从而影响电池的性能,这也是实验组件性能发生衰减的主要原因。     

局部遮挡下光伏组件MPPT复合算法

当光伏组件受到局部阴影遮挡时,其最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)过程常出现误跟踪、跟踪速度慢、光伏组件输出功率低等问题.为使局部阴影下光伏组件保持快速、稳定、准确地最大功率输出,基于电导增量法(incremental conductance algorithm, INC),结合全局比较算法(global comparison algorithm, GCA),提出一种基于电导增量/全局比较的复合MPPT算法(INC-GCA),并通过搭建Simulink仿真模型和设计光伏试验平台,验证该算法的可行性.结果表明：基于电导增量/全局比较的复合MPPT算法在光伏组件受到局部阴影遮挡时可准确追踪到最大功率,且跟踪速度快、可靠性高,完全避免了误跟踪问题;相较于电导增量法,该算法可有效提高光伏系统的发电效率,提升光伏电站的经济效益.     

局部阴影条件下光伏电池输出特性实验研究

光伏电池在运行期间容易受到周围建筑物、树木和电线杆以及天空中的乌云等影响,导致输出特性变坏,能量输出能力降低。本文根据光伏电池的数学模型,搭建具体系统,对阴影遮盖条件下光伏电池输出特性进行了研究。实验结果表明：阴影对电压、电流影响很大且不成比例,当阴影遮盖面积超过1/2后光伏电池输出功率降到原来的1%。     

基于Simulink的光伏电池组件建模和MPPT仿真研究

 根据光伏电池组建的物理特性等效电路及数学模型,基于Simulink仿真软件建立了光伏电池组件的仿真模型,模型的基本参数按照Solarex MSX60 60W产品参数设置,其他参数根据基本参数及数学模型计算得出。该模型可以实现在不同光照强度和温度下60W光伏组件的输出U-I特性,并且可以灵活地推广到其他功率等级的电池组件及其串并联特性的模拟。根据光伏电池的输出U-I特性,可以分析得到组件的U-P特性曲线为单峰曲线,故光伏电池存在最大功率工作点（MPP）。在此Simulink模型基础上研究了光伏组件最大功率追踪方法（MPPT）。在众多最大功率追踪方法中,电导增量法有着比较优秀的控制效果,因此本文着重讨论了电导增量法,对比分析了电导增量法及其两种改进方法（两种步长电导增量法和梯度变步长电导增量法）的最大功率追踪控制效果,这两种改进方法均对普通电导增量法中控制步长固定的不足做了修改。按照一天中光照强度变化的近似规律设置环境条件,仿真模拟光伏电池组件的MPPT控制,仿真结果进一步验证了模型准确性以及改进后的梯度变步长最大功率控制算法的优越性。     

机械振荡条件下微功率光伏电池板的输出特性研究

漂浮式光伏发电具有不占耕地,温升效应低,防止水过量蒸发等优势,正逐渐受到大家的青睐。然而水面起伏波动导致光伏电池板产生的机械振动,会使其输出电压和电流产生低频振荡,发电品质急剧恶化。本文选择了一微功率光伏电池板,对其在典型天气下的动、静态输出特性进行研究,在此基础上搭建了光伏发电的Simulink仿真模型,仿真得出了动态条件下的的光伏电池的P-U和I-U特性曲线,探究了光伏电池板机械振荡角度和频率变化下输出功率极值点的变化情况。研究结果表明,动态条件下光伏电池板的P-U特性曲线会出现多个局部极值点,且电池板振荡角度对功率极值点的影响更大,为后续漂浮式光伏发电的最大功率点跟踪算法的研究提供了更为直观的数据支撑。     

阴影遮挡条件下光伏阵列建模及PSO优化控制算法的研究

基于现有五参数模型构建了阴影条件下的光伏阵列多峰输出特性模型,该模型能够仿真阴影条件下光伏阵列的I-U性能曲线.在此多峰模型基础上,搭建了MPPT控制模型,利用优化后的PSO算法实现多峰情况下的最大功率点追踪,并与原始PSO算法进行对比,仿真结果表明该算法能够快速且准确的追踪到多峰下的最大值.     

局部阴影条件下光伏阵列最大功率点跟踪研究

以1/4阴影覆盖下的光伏阵列为对象,用Matlab/Simulink仿真软件,通过构建阴影条件下光伏阵列数学模型,分别采用瞬时扫描法和扰动观察法进行最大功率点跟踪研究.结果表明:在1/4阴影覆盖情况下,扰动观察法只能跟踪到太阳能电池低压侧20V附近极大功率点,瞬时扫描法能跟踪到高压侧60V左右最大功率点.采用新型的瞬时扫描法能对局部阴影覆盖的光伏阵列实现更准确的最大功率点跟踪.     

击实和三轴压缩条件下炭质泥岩的颗粒破碎及力学响应研究

为充分认识炭质泥岩的颗粒破碎行为及力学特性,对不同粗粒质量分数的炭质泥岩在最佳击实状态下的破碎程度进行三轴剪切试验,分析粗粒质量分数对炭质泥岩粒径级配及力学性能的影响规律,明确炭质泥岩颗粒破碎与围压、粗粒质量分数间的关系。研究结果表明：在压实过程中,炭质泥岩存在明显的颗粒破碎现象,且粗粒质量分数越高,其颗粒破碎越明显;炭质泥岩的水敏性远大于硬质岩的土石混合体的水敏性,击实曲线更陡峭,且在粗粒质量分数为60%时具有最佳的击实状态;随着粗粒质量分数增大,炭质泥岩的抗剪强度呈现出先增长后减小的趋势,且在粗粒质量分数为60%时黏聚力达到最大,内摩擦角与粗粒质量分数呈负相关;当粗粒质量分数较小时,炭质泥岩抗剪强度主要由细粒间的黏聚力及粗粒与细粒间的咬合力提供,粗粒破碎较少;随着粗粒质量分数增大,试样中颗粒破碎现象更明显,颗粒间重新分布和咬合使其内摩擦力逐渐增大,抗剪强度由粗粒破碎及粗粒与细粒间的咬合力提供,细粒间的黏聚力较小;炭质泥岩的颗粒相对破碎率随围压、粗粒质量分数的增大而增大,且相对破碎率与粗粒质量分数和围压之间存在非线性关系。     

微量水蒸气条件下低温表面结霜过程的实验研究

为研究微量水蒸气在低温表面上的结霜过程,搭建了低温表面微量水汽混合湿氮气的可视化结霜实验台。实验对比了常规湿度和微量水汽含量条件下,-180℃冷表面上常温氮气流中水蒸气结霜过程和形态,研究了不同微量水汽含量以及环境压力对低温结霜特性的影响。结果表明：相比于常规湿度条件下冷凝-冻结机制主导的结霜过程,微量水蒸气(体积分数71×10^-6)在低温表面主要通过凝华机制生成微小冰晶沉积在冷表面,形成不均匀分布的无明显枝干的霜晶,随后形成平整疏松的霜层。凝华机制主导的霜层生长过程主要体现为霜层厚度的增大,而密度无明显增大。在微量水蒸气条件下,随着水汽含量由1.53×10^-6升高至500×10^-6,霜层逐渐增厚并伴随着霜层形态由平坦均匀薄层向簇状霜团转变,增大的接触面积使霜层生长速率加快。环境压力由109 kPa升高至190 kPa时,增大的水蒸气分压本质上是由水蒸气绝对含量增加引起,霜层生长加快,表面的不平整程度会升高,霜晶形态更丰富。随时间推移,同一时刻不同环境压力下霜层厚度的差异逐渐增大。最后拟合了适用于低温表面上微量水蒸气条件...