硅电池辐照计非线性模型与散射模型的修订

文章针对高、低太阳辐照度情况下,硅电池辐照计测量数据失真,以及太阳散射辐照度计算模型中水平面与倾斜面太阳辐照度比值系数较为单一,不能满足多种天气情况下太阳散射辐照度的测量需求,提出了电压与非线性太阳辐照度计算模型的修订方法,以及适应多种天气情况的太阳散射辐照度修正系数的修订方法。实验结果表明,对于修订后的非线性太阳辐照度计算模型以及太阳散射辐照度修正系数得到的实验数据,其中,80%的实验数据的误差在±10%之间,因此,文章的模型和修正系数均比较合理,可适应多种天气情况,并提高了硅电池辐照计测量结果的可靠性。     

基于EMD-TCN的多能供热系统太阳辐照度预测模型

针对太阳辐照度的非平稳性和非线性影响多能供热系统运行效率和可靠性问题,该文提出一种基于经验模态分解（EMD）和时间卷积网络（TCN）的太阳辐照度混合预测模型EMD-TCN,更精准地从气象数据中提取太阳辐照度非线性和非平稳的隐含特征,获得更佳的预测精度。该研究利用逐时气象数据对所提出的EMD-TCN模型进行不同时间尺度的太阳辐照度预测实验,并与4种主流深度学习预测算法进行对比分析,结果表明该太阳辐照度预测模型具有更高的预测精度和泛化能力。     

利用蝙蝠算法优化SVR的太阳辐照度预测方法研究

为了提高太阳辐照度的预测精度,提出一种利用蝙蝠算法(BA)优化支持向量回归(SVR)的太阳辐照度预测方法。首先,确定SVR预测器的基本结构,选取环境温度、云量、风速、风向、环境湿度以及年积日等与太阳辐照度关系较为紧密的气象监测数据,构成SVR的输入特征向量,将待预测时段小时平均太阳辐照度作为SVR的输出;然后,以预测精度为判断依据,利用蝙蝠算法对SVR的惩罚因子和RBF核函数方差进行寻优;最后,利用最优参数建立SVR预测模型,并对太阳辐照度进行预测。分析结果表明,相比于无参数优化SVR预测模型和利用粒子群算法优化SVR模型的太阳辐照度预测方法,文章所提出的预测方法具有更高的预测精度。     

基于GRU-RF模型的太阳辐照度短时预测

针对现有太阳辐照度短期预测方法的建模复杂、准确度低等问题,提出一种基于深度学习的GRU-RF动态权值组合预测方法。大气因素与太阳辐照度数据融合,将运算速度较快且模型复杂度较低的随机森林（RF）模型与带有时序记忆的门控循环单元（GRU）神经网络进行动态权值的加权集成,分别将地表接收到的太阳辐照度、近地层气温、相对湿度、近地层风速和相对气压等变化特征进行预测研究。通过几种模型对比分析,结果表明使用GRU-RF模型预测短时（9 h）太阳辐照度结果较好,运行速度较快,在不同时间间隔（5、10以及15 min）下能够很好地预测太阳辐照度数据。     

基于光纤束的高辐照度太阳模拟器

高辐照度太阳模拟器是太阳能高温试验研究中的关键设备。传统的太阳模拟器光源阵列采用固定式环状排列结构,只能沿光轴方向投射出平面光斑。该文研究玻璃光纤为传输辐射的介质,开发出一种灵活的高辐照度太阳模拟器,并通过通量映射方法对太阳模拟器的辐照性能进行验证。实验结果表明该太阳模拟器可通过改变光纤束的布置方式在2D和3D空间中得到不同的辐照度分布。     

太阳辐射在理想大气中的衰减

根据世界气象组织仪器和观测方法委员会最近建议采用的太阳常数和太阳光谱辐照度,以及最新的臭氧和分子散射的光谱透明度资料,对理想大气中的太阳辐射重新进行了计算。以表格形式给出了理想大气中大气光学质量1—10情况下各波段的以及全波段的太阳直接辐射值。     

风冷太阳能双级水喷射制冷空调系统性能分析

对额定制冷量为12.3 kW的风冷太阳能双级水喷射制冷空调系统进行了变工况性能分析。该系统的制冷量随室内温度升高而增大,随环境温度升高而减小,随太阳辐照度增强而增大;COP的变化与制冷量的变化类似,所不同的是COP随着太阳辐照度的增强先迅速增大,当太阳辐照度增大到一定程度后,COP基本保持稳定。在室内温度不低于27℃,室外温度不高于38℃,太阳辐照度不低于500 W/m2的条件下,系统的制冷量为7.7~32 kW,COP为0.082~0.107。     

5kW聚光型太阳模拟器加热特性的实验研究

设计一台新型5kW聚光型太阳模拟器,并将其用于斯特林机的圆柱形吸热器测试。实验中利用辐照度计获得太阳模拟器单个光源的辐照度分布,并采用安捷伦(Agilent)数据采集器34970A及热电偶测试吸热器上多点壁温。实验结果显示,太阳模拟器单个光源在吸热器壁面处的辐照度呈高斯分布,最大辐照度为25.1W/cm2,实验测得吸热器最高壁温达592℃,整体上满足太阳能斯特林发动机的实验室测试需求。     

基于二阶数据分解算法和蝗虫优化混合核LSSVM的太阳辐照度预测模型研究

针对太阳辐照度时间序列的非线性特点,文章设计了一种新的基于二阶数据分解算法和蝗虫优化混合核LSSVM的太阳辐照度预测模型,并对该模型进行了验证。首先,利用集合经验模态分解(EEMD)算法对原始太阳辐照度时间序列进行分解,得到若干个频率不同的分量;然后,利用变分模态分解(VMD)算法进一步分解频率最高的分量,得到K个相对稳定的分量,其中,K由各分量与利用VMD算法分解得到的残差的相关系数确定;接着,建立基于高斯核和多项式核的混合核最小二乘支持向量机(LSSVM)预测模型,对所有分量进行预测,并利用蝗虫优化算法优化混合核函数的参数;最后,将所有分量的预测结果相加得到原始太阳辐照度时间序列的预测结果。模拟结果表明,与BP神经网络模型、ARIMA模型、LSSVM模型和基于EEMD,LSSVM的预测模型相比,基于二阶数据分解算法和蝗虫优化混合核LSSVM的太阳辐照度预测模型的预测精度更高,能有效反映太阳辐照度的变化规律。     

太阳辐射实用模型的建立与可行性研究

依据太阳辐射实测数据,在分析全天太阳辐射特性的基础上,提出了基于日升、日落及太阳辐照度峰值的三点法太阳辐射实用模型.问题的关键在于如何确定太阳辐照度峰值,针对此提出两种解决方案,即基于国际通用辐射模型峰值的置信权重拟合和在实际允许误差范围内取邻近日拟合数据.理论分析和仿真结果表明,太阳辐照度理论预测值与实测值较吻合,可...     

一种便于实现的标准太阳电池的结构设计

标准太阳电池是专门标定过的太阳电池,它是通过标准太阳光谱辐照度分布来测量辐照度或设定太阳模拟器辐照度的器件,被广泛应用于太阳电池与光伏组件的校准和测量领域。本文介绍了一种便于实现的标准太阳电池的结构设计,重点介绍了每个部件的选用及整个制造过程,并且对制造完成的标准电池做了相关的性能测试。     

实用多朝向太阳辐照度概率密度函数研究

利用安装在国内多地12朝向太阳辐照度远程监测系统所采集的数据,分析和比较不同地区的太阳辐照度概率分布特性,针对其截断双峰性、时序周期性和不确定性的基本特征,选用双贝塔混合模型,构建不同朝向、不同时间尺度（年、月、时）的太阳辐照度概率密度函数,搭建相应的数据库,为光伏发电系统的规划与建设提供科学依据,为大型光伏电站对电网安全与稳定运行影响的研究提供数学模型。     

太阳常数的研究沿革和进展(上)

太阳全辐照度(TSI)过去常被称为太阳常数。由于所谓的太阳常数从来就不是一个恒定的数值,所以目前国际上普遍改称为太阳全辐照度(TSI)。文中介绍了其测量的发展历史,从在高山顶部的观测开始,随着科学技术的不断进步,随后用上了高空气球、飞机、火箭等工具。特别是航天技术的成就,提供了在太空中直接测量的可能,这样就可以避免大气层这个极为不确定因素的干扰,从而极大地推进了这项实测性研究工作的进展。辐射标尺也是影响TSI具体数值的重要因素,在20世纪内辐射标尺就变更了3次,迄今并未终结。限于篇幅另拟文介绍。     

瞬态太阳模拟器光源辐照度确定的不确定度评估

瞬态太阳模拟器是测量光伏组件电性能参数的重要设备,它通过模拟AM1.5太阳光谱实现对光伏组件电性能的测量,其辐照度确定的不确定度很大程度上决定了光伏组件性能测量结果的准确性。介绍了一种确定瞬态太阳模拟器光源辐照度的方法,并对该结果的不确定度进行了评估。     

高辐照度多准直角太阳模拟光学系统设计与仿真研究

为实现不同光束准直角下的辐照度模拟,依据太阳模拟器基本成像原理,设计高辐照度多准直角太阳模拟器光学系统。根据太阳辐照度、光束准直角、辐照均匀度、光谱特性和辐照稳定性等指标要求,选取氙灯作为光源,利用Lighttools软件建立嵌套灯弧模拟模型,分析氙灯体光源、发光功率分布和空间光强分布模拟方法;同时,设计椭球聚光系统、匀光系统和准直系统,实现0.1S0(32′)、0.3S0(45′)和1.0S0(±1°)的太阳辐照度与光束准直角模拟;利用光学系统仿真模型对氙灯和光学积分器进行离焦分析,建立离焦位置与辐照均匀性的函数关系。由仿真结果可知:设计的光学系统可实现142.5 W/m~2(32′)、428.4 W/m~2(45′)和1395.6 W/m~2(±1°)的太阳辐照度与光束准直角模拟,且辐照均匀度优于95.7%。     

被动式太阳房供暖实验研究

通过对新建被动式太阳房及相同结构的对比房室内温度及室外温度、太阳辐照度等参数的监测,研究了寒冷季节室内温度随室外气象条件以及太阳辐照度的变化情况。通过分析发现,在室内无热源及辅助热源条件下,太阳房室内平均空气温度比对比房室内平均空气温度高7.2℃,最高温差达18.3℃,最低温差0.3℃。通过对太阳房供暖节能率ESF分析计算得出太阳房供暖保证率较高,证明了在此建立被动式太阳房建筑的可行性和经济性。     

真空管直膨式太阳能热泵系统性能分析

该文将真空管集热器与直膨式太阳能热泵结合,提出一种真空管直膨式太阳能热泵系统。实验研究典型工况下太阳辐照度、循环水温度对系统性能的影响,并探讨压缩机变频条件下系统的动态性能。结果表明,提高太阳辐照度、降低循环水温度有利于提高系统性能,在太阳辐照度为850 W/m2,循环水温度为55℃时系统取得最大COP,为5.36。压缩机频率为42 Hz的系统COP为4.08,较45、47、50 Hz分别提高1.23%、8.5%、13.6%。     

一个新的太阳电池显式模型以预测在任何太阳辐照度和温度时的I-V

采用求解满足实验结果的微分方程，建立一个三参数的显函数模型。经过22条实验数据的验证肯定该模型的正确性。更好的结果是该工作成功地发展出次级模型即模型参数同太阳辐照度及温度的定量关系，从而实现用太阳辐照度和温度预测太阳电池的I-V。     

基于TiN-EG纳米流体的直接吸收式太阳集热系统性能实验研究

采用两步法制备稳定性较好的TiN-EG纳米流体。对该流体进行辐射特性实验研究,测量纳米流体的半球透射率及反射率,计算得出其吸收率参数,并计算纳米流体对太阳辐射的吸收率。进行光学性能分析后,筛选出合适质量分数的纳米流体,通过自搭建的直接吸收式太阳集热系统,分流量对其性能进行验证,加入菲涅耳透镜聚光使流体出口温度达到中温水平。结果表明,太阳辐照度是系统温升直接影响因素,温度变化响应时间短;且太阳辐照度变化不大时,流体出口温升随着流量的降低而大幅攀升。同时系统连续运行5 h无异常,说明系统的稳定性及数据之可靠性。     

中国低纬度地区的夏季太阳总辐照度研究

目前GB 50736—2012已给出中国北纬20°～50°地区的夏季太阳总辐照度,尚缺少北纬10°～20°之间低纬度地区的规范值。为解决该问题,对处于低纬度地区的永暑、西沙的太阳辐射数据进行统计整编,并根据中国太阳辐射基础数据的确定原则,在现行规范的基础数据上补充太阳高度角为3°、大气透明度等级为4时的太阳辐射基础数据;然后通过插值法与理论计算生成中国北纬10°和15°地区、大气透明度等级为4时的夏季太阳总辐照度表,为低纬度岛礁地区太阳辐照度研究和太阳能应用提供规范数据。