光伏及光热一体化的工艺性能分析

制作了一套集光伏组件与平板集热器为一体的PV/T复合系统,并在昆明地区进行了试验,就光伏组件和平板集热器结合的参数、有无遮阴及如何提高热性能进行了探讨,为今后PV/T复合系统的设计、生产和安装提供参考。     

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。     

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.     

基于RBF神经网络的PV/T组件短期温度预测

针对光伏光热综合利用(PV/T)系统热电协调控制中组件温度控制非线性大惯性系统的温度控制问题,文中提出对PV/T组件进行短期温度预测,以使PV/T系统控制器根据短期预测情况提前动作,从而优化PV/T系统控制效果。文中分析了A类天气类型(晴天、晴间多云、多云间晴)下组件温度的变化情况,并结合RBF神经网络对组件温度数据建立预测模型。仿真实例分析结果表明,该预测方法在A类天气类型下预测精度较高,最大相对误差为13.22%,最大平均相对误差为3.6%。研究结果可为后续PV/T系统研究提供技术支撑。     

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。     

温度梯度对PV/T系统热电性能的影响

制作了一种将透明光伏组件与平板集热器合为一体的新型PV/T系统,并就温度梯度对系统热电性能的影响进行了实验研究,结果表明:温度分布不均匀、电池排列对系统的热、电性能影响较大.     

基于主成分分析的短期PV/T组件温度预测

为进一步提高光伏/光热(photovoltaic/thermal,PV/T)综合利用系统中PV/T组件温度预测精度,该文采用主成分分析法对原始输入样本数据进行预处理,提取主成分,并利用遗传算法优化BP神经网络结构,对组件温度数据建立预测模型。仿真结果表明,相对于未经主成分提取的神经网络,该方法使得网络模型在晴天和多云天气条件下的预测精度分别提高了7.68%和4.97%,使得网络模型预测精度更高,泛化性能更强。     

商场冷凝水耦合光伏/光热系统的应用分析

太阳能光伏光热(solar photovoltaic-thermal, PV/T)技术将光伏和光热结合,可实现产电效率的提高和低品位热源的综合利用。基于商场空调冷凝水的实时回收量,本文研究建立了冷凝水水冷式PV/T系统,研究了该系统的性能和环境效益。在确定商场的空调冷凝水的逐时水量的基础上,将冷凝水水冷式PV/T系统与单一光伏(photovoltaic, PV)系统的性能进行对比分析。结果表明,冷凝水水冷式PV/T系统通过收集制冷季商场内空调产生的大量冷凝水作为冷却介质,降低了光伏电池板的温度,典型日的光伏效率提升了17.78%,在整个制冷季,冷凝水水冷式PV/T系统较单一的PV系统净发电量增加了365.55 kW·h,具有6 938.27 kW·h的节能效益,可减排6.439 t二氧化碳。     

电热冷联产光伏辐射板集热集冷性能优化

建立了电热冷联产光伏辐射板(PV/R)组件三维计算流体力学模型,采用Fluent软件进行了夏季晴天工况下管间距和操作流量对组件集热集冷性能影响的模拟分析与优化,并探讨了PV/R组件的经济性和运行模式.集热模式下,PV/R组件电池平均工作温度能控制到50,℃以下,增加流体流量、减小铜管间距有利于降低电池工作温度,但减小管间距不利于集热温度和集热效率的提高.集冷模式下,提高流体与环境之间温差能有效提升辐射制冷功率,流体与环境温差为5~10,℃时,辐射制冷功率达到40~90,W/m~2.权衡集热和集冷性能,PV/R组件优化管间距和适宜流量范围分别为130,mm和180~240,L/h,对应的集热温度、集热效率和辐射制冷功率分别为38~45,℃、48%,~52%,和50~60,W/m~2.     

商场冷凝水耦合光伏/光热系统在不同气候区的适宜性研究

光伏光热技术是太阳能的主要利用方式之一,太阳能光伏光热一体化（Solar photovoltaic-thermal, PV/T）系统可实现系统产电和热量的双重效益。基于不同气候区的气候特征,以商场冷凝水耦合光伏/光热系统为研究对象。本文在确定制冷季冷凝水量的基础上,计算分析了系统一次能源节约率及环境效益,研究了该系统在不同气候区的适宜性。结果表明,在寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区,PV/T系统比光伏（Photovoltaic,PV）系统更加高效节能。在整个制冷季中,PV/T系统的发电量均高于PV系统,海口的发电效率提升了0.53 %,拉萨的发电效率提升了0.11 %;PV/T系统在海口地区一次能源节约率最高,达到59.62 %;青岛CO2减排量最高,总减排量达到5.5 t。     

相变控温光伏电池组件

分别以低温石蜡和聚乙二醇作为相变控温材料与光伏电池结合制备相变控温光伏组件(PV/PCM).实验研究了两种相变材料、聚乙二醇用量以及相变导热结构对组件的控温效果;实验室与现场测试了PV/PCM组件的温度-光辐射-功率曲线.研究表明,聚乙二醇作为相变控温材料效果更佳;增加相变材料用量,控温时间延长,但两者间并非线性关系;采用钢丝束能有效加强传热效果.聚乙二醇PV/PCM组件的最大冷却度达30℃,冷却时间可达6h,组件的开路电压提高6%,功率提高10%.     

一种简单的T/R组件散热结构设计

T/R组件是相控阵雷达天线的重要组成部分,在相控阵雷达中,T/R组件不仅数量多,发热量大,而且价格昂贵,对工作环境要求高。T/R组件的热设计就是要求散热结构能够满足T/R组件在环境温度下安全可靠的工作,在热设计中通常用的散热方式有自然冷却、风冷和液冷。其中风冷具有较高的散热效率且成本较低,因此是T/R组件散热设计优先选择的手段,该文设计了一种简单的T/R组件风冷系统,将T/R组件与电源安装在同一个插箱内,共用进出风风道,结构简单,成本低,效果好。     

光伏辐射板型PV/T系统的电热冷性能

提出了一种基于单晶硅太阳能电池的电热冷联产光伏辐射板,将起集散热作用的辐射板与单晶硅光电池组件耦合,通过辐射板管路内流体循环,降低电池工作温度,一方面提高电池发电效率,同时回收利用余热;另一方面,夜间通过辐射制冷方式,获得冷量,从而实现电热冷联产。通过实验测试分析,光伏辐射板同比PV组件发电效率可提高8%～16%,且集热效率达到45%左右,制冷能力为40～80 W/m 2。     

改进YOLOv5的光伏组件热斑及遮挡物检测

针对光伏组件热斑若未及时发现处理,会严重影响光伏组件及阵列正常运行的问题,为了有效检测光伏阵列热斑,提出一种基于YOLOv5框架的深度学习热斑检测方法.首先,采用像素加权平均法融合红外和可见光图像作为检测对象,实现同时对光伏组件热斑和遮挡物的检测,并初步分析热斑成因.其次,改进模型框架,在轻量级网络MobileNetV3-large的基础上,融合坐标注意力机制,设计更轻量、更高效的MobileNetCA作为特征提取网络.然后,针对训练中正负样本数量极不平衡的情况,更换损失函数为变焦距损失函数,达到训练中突出正例的效果.同时,改进模型anchor box目标框生成算法,使生成的目标框与实际标注框更一致.实验结果表明,改进后的模型mAP为88.9%,较原YOLOv5s模型提升了3.8%,且模型参数量仅为原模型的48.6%.     

T/R组件性能退化试验系统设计与实现

T/R组件是有源相控阵雷达装备的重要部件,其性能变化严重影响雷达技术、战术指标,通过试验系统进行T/R组件性能退化试验是分析T/R组件性能变化的重要途径。在分析T/R组件性能退化试验流程基础上,设计了T/R组件性能退化试验系统结构;设计了试验系统平台,解决了多个T/R组件自动测试与开关级联切换下的噪声系数测量问题;设计了自动测试软件,实现了T/R组件性能参数的自动测试、测量结果的自动存储。基于此试验系统,进行了某型T/R组件的性能退化试验,结果表明该试验系统能够自动完成多个T/R组件性能参数的自动测试,提高了测试效率,为T/R组件和有源相控阵雷达的性能分析提供了试验平台。     

聚光型混合光伏光热系统热电性能分析

混合光伏光热(PV/T)系统将光伏组件与太阳能集热器组合在一起,能够同时提供电能和热能,具有较高的太阳能综合利用效率.建立了具有平板式蛇形冷却通道的聚光型混合光伏光热系统的三维稳态模型,对其中的光电光热转换以及流体流动和传热过程进行了数值模拟,得到了聚光比、冷却流体质量流率、环境风速,以及是否加装玻璃盖板等对系统性能影响的规律.     

太阳能PV/T空气集热器干燥性能实验研究

采用太阳能光伏光热(Photovoltaic/thermal,PV/T)空气集热器收集太阳辐射并转化为热能和电能,为干燥系统提供能量.以玫瑰花为干燥物料,通过实验探究了太阳能PV/T空气集热器的热、电特性以及玫瑰花的干燥特性.实验结果表明晴天工况下该集热器的热、电效率和综合效率分别为32.06%、7.66%和45.93%,其所产电能能够满足5个6 W的直流风机运行15.74 h,且干燥4.04 kg的玫瑰花所需的能量能够完全由太阳能提供.     

光伏组件工艺对隐裂的影响和改善

论述了光伏组件中电池片隐裂带来的危害,并利用电致发光技术（EL检测）结合模拟实验,对于在组件生产过程中有关产生电池片隐裂的几个影响因素分别进行验证,同时提出改善措施,降低隐裂发生率,提高组件产品合格率.     

太阳能光伏/光热复合集热器能量转换性能的数值模拟

建立太阳能光伏/光热(PV/T)复合集热器的光电与光热耦合能量转换的数值模型,利用TRNSYS软件模拟PV/T集热器的光电、光热转换性能,分析结构参数和运行参数对PV/T集热器的能量转换性能的影响.计算结果表明:减小集热板排管的管间距与管径的比值有利于提高光热与光电转换性能;冷却流体的入口温度对PV/T集热器的性能影响显著,较低的入口流体温度有利于保持更高的光热和光电转换效率.增加冷却流体的入口质量通量可提高光热和光电效率;当入口质量通量增加至6.9 g/(s·m2)时,PV/T集热器的热、电效率分别为66.2％和10.8％,进一步增加入口质量通量对提高光热、光电效率的作用不大.     

光伏发电系统的运行和维护

随着现阶段世界的科学技术水平的日益发展,我们对于各种能源用法的探究越来越关注,尤其是对于新型能源的发现与研究,更是在不同程度上取得了关键性的突破。其中对于太阳能的探究和应用较为广泛,太阳能作为新型能源,有着普遍,安全且无害等重要的优点,在现在的社会中开始逐渐得被频繁应用在各个领域,为人们的日常生活提供了极大的便利、然而利用光伏发电也需要一系列复杂的流程和工序,最后为人们所使用的光伏发电系统也需要有关的运行和维护。本文主要阐述了光伏发电系统中光伏组件,蓄电池,控制器和逆变器的运行和维护,以及热斑现象的产生和避免等问题。