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。     

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。     

太阳能小屋的最优设计

研究了太阳能发电装置的电池组件选配问题,建立了双目标规划模型,并进行了求解.有效地设计出太阳能光伏电池板最优铺设方案,并给出了光伏电池逆转换器配置办法,提出了一种比较经济的太阳能小屋设计办法.     

太阳能小屋设计优化模型的研究

针对太阳能小屋的设计问题,采用2012年全国大学生数学建模竞赛B题的原始数据,建立了太阳能小屋发电量最大目标规划模型,通过Lingo进行求解计算,得出小屋外表面光伏电池的最优铺设方案。并求出了采用两组不同逆变器铺设方案,太阳能小屋的全年太阳能光伏发电总量及经济效益,通过两种方案的结果进行比较分析,得出了较优的铺设方案为第一种。     

太阳能小屋的设计与优化

根据2012高教社杯全国大学生数学建模竞赛B题给出的附件数据信息,研究了太阳能小屋的设计问题.在选择架空方式在屋顶安装光伏电池时,通过建立关于倾斜面上辐射量与倾斜角之间的数学模型,在问题1的基础上,利用VC++6.0计算出太阳高度角和倾斜角,给出光伏电池的最佳倾角,选出光伏电池的最优铺设方式,并计算了小屋光伏电池35年寿命期内的发电总量、经济效益及投资的回收年限.     

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.     

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.     

硅太阳电池聚光光伏组件的温度场有限元分析

本文介绍了利用有限元方法分析模拟硅太阳电池聚光光伏组件的温度场,得到影响硅太阳电池聚光光伏组件温度变化的主要因素,为硅太阳电池聚光光伏组件的散热设计提供依据。     

一种新型聚光光伏组件的光学设计

传统的聚光光伏组件(CPV)采用菲涅耳透镜聚光或者大型反射式聚光。这些组件的尺寸较大,不利于聚光光伏组件的小型化与模块化。该文主要设计制作了一种新型平板反射式聚光器,并应用到聚光光伏系统中完成相关测试,上述工作均在顺德中山大学太阳能研究院完成。该文提出了一种新型的平板反射式聚光器的设计方法。文章首先介绍聚光器的建模方法,然后进行软件模拟与分析,最后制作聚光器并组装成聚光光伏组件(CPV)进行相关测试,组件的结构设计也将详细介绍。测试结果表明通过该光学设计方法能够灵活,有效的设计适应不同应用要求的反射式聚光器。     

太阳能小屋设计中光伏电池的最优铺设

太阳能小屋是未来节能环保的一种趋势,在建造太阳能小屋时必然会面临光伏电池的选取和铺设问题.本文针对太阳能小屋光伏电池板的选取和铺设的实际问题,结合太阳能辐射量、光伏电池板倾角、小屋朝向等因素,采用线性规划的方法,建立数学模型,以求解太阳能小屋光伏电池板铺设的最优化,使太阳能小屋的成本最低,而发电量最高.     

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。     

云南师范大学100 kWp光伏建筑一体化系统性能退化分析

对位于云南师范大学的光伏建筑一体化(BIPV)系统连续运行7 a后的性能退化进行了研究.结果表明,该光伏系统的长期运行性能并无明显下降,测得系统效率PR衰减率为0.87%/a,光伏组件的退化率为0.79%/a,均符合晶体硅光伏组件合理衰减范围.     

建筑智能化过程中的电气节能研究

为解决建筑智能化过程中能源消耗量过大,违背绿色建设目标的问题,开展对其电气节能研究.首先,通过太阳能光伏组件单点接入设计方案、多晶硅光伏组件技术参数选择,实现对太阳能光伏发电一体化设计.其次,通过能源管理架构,实现对能耗管理体系设计.再次,从供电体系、建筑照明、建筑设备选型等方面完成对电气节能方案设计.最后,通过节能效...     

50kW_p并网光伏实验电站的综合设计、搭建与运行

为深入研究新型光伏器件的实际性能及影响光伏电站发电效率的关键性因素,设计并建成一座多种光伏设备组合交叉安装的50 k Wp并网光伏实验电站。根据电站实际运行数据,对比了不同气象条件下光伏阵列选用不同类型组件、智能优化器以及不同容量逆变器的发电状况,分析了辐射量变化对光伏电站发电量的影响。结果表明:各类型光伏组件中双面电池输出特性表现最佳,其发电量高于其他类型组件;对于无阴影遮挡的光伏发电系统,智能优化器的作用得不到有效发挥;采用较小容量逆变器可减少太阳能电池组串模块间的差异性带来的影响,增大光伏阵列总发电量;受太阳辐照度变化影响各类型光伏组件实际输出最为稳定的是多晶硅电池。多晶硅电池和双面电池在并网光伏发电系统应用中具有较大的优势。     

太阳能光伏发电技术在建筑一体化设计中的应用——生态节能楼的太阳能光伏发电系统

通过对辽宁省城市建设学校新校区生态节能楼太阳能光伏发电系统设计的介绍,给出了太阳能光伏建筑一体化中电池组件设计选取的方式,并阐述了太阳能光伏建筑一体化的重要意义。     

光伏组件失效研究进展

综述光伏组件各构成部件材料要求,重点分析光伏组件老化原因,并提出一些解决光伏组件失效方法。     

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。     

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。     

太阳能小屋的设计

文章针对山西大同市的地理位置和气象数据条件,利用一系列优化方法对规定尺寸的小屋合理铺设光伏电池,进而讨论太阳能小屋的投资收益.得出了架空方式比贴附方式降低投资回收年限,效果更优.同时也设计出了满足一定要求的太阳能小屋,该设计降低了成本,收益却更大.