光伏温室大棚组件布置CFD模拟研究

由于在温室顶棚覆盖光伏组件会改变棚内温度和光照,影响作物生长,因此该文基于环境温度和太阳辐照度逐时变化,建立光伏温室大棚的计算流体动力学(CFD)瞬态模型,研究光伏组件布置方式对棚内空气层、土壤层温度以及土壤层表面太阳辐照度的影响。研究结果表明:光伏组件铺设后,会降低温室大棚内空气层和土壤层的温度;铺设越多,影响越大;同时,也会减少土壤层表面太阳辐照度值;只是在冬季,由于光伏组件遮挡的阴影大部分落在后墙上,影响较小。综合考虑作物对棚内温度、光照的需求,选择覆盖率50%为优选光伏组件布置方式。该文研究对于光伏温室大棚的设计和推广有一定的指导作用,有助于绿色农业的发展升级。     

宁夏地区光伏发电温室的设计与建造

从光伏温室的主体结构、采光设计、组件排布等几个方面,论述了宁夏地区以光伏发电为主的三季型光伏温室的设计和建造技术,从而为西北地区光伏发电温室的推广应用提供参考.     

基于FLOW HEAT的地下水源热泵一抽多灌井群优化布置数值研究

为研究一抽多灌井群的最佳布置方式,基于FLOW HEAT软件,将抽水井附近的灌水井群采用集中环绕型、直线型等8种不同布置方式建立数学模型,分析抽水井水温变化规律、温度和渗流场及最佳井距。结果表明,采用以抽水井为中心回灌井环绕布置方式时井群影响范围较小,渗流效果也较好,但抽水井水温较高易发生热贯通现象;采用直线型布置方式时抽水井水温变化较慢、井群渗流效果一般;井群水温随井距的增加逐渐降低。综合考虑,抽水井在回灌井中间的直线型布置且井距为51.63m为最佳布置方式。     

光伏组件横向和竖向布置技术经济对比分析

为分析光伏组件在横向和竖向布置条件下的技术经济差异,文章以1 MWp光伏发电单元为研究对象,结合内蒙古苏尼特右旗光伏一期10 MWp发电项目的光伏组件设备参数和水文地质条件,分别建立了光伏组件横向和竖向布置发电模型与支撑结构模型,并分析了两种布置方式在总体经济指标上的差异。结果表明,对于平坦地区光伏电站,光伏组件采用竖向布置在经济性上略优于横向布置,但二者相差无几。然而,对于山地、屋顶、分布式光伏电站,因光伏阵列间距较小引起遮挡严重时光伏组件的布置,则需要专题分析。     

晶体硅光伏组件不同单列布置方案下的串联接线方式优化研究

主要研究了光伏组件在单列支架上不同布置方式时的串联接线方案,结合工程实际应用,对目前西北高原地区大型地面并网光伏电站常用的72片大型光伏组件、60片小型光伏组件在横向、竖向布置,长、短支架布置排列组合共8种布置方案下的串联接线方案进行详细分析,并发现光伏组件竖向布置时的奇偶交叉串联接线方式,可有效解决光伏组件串联过程中因组件出厂时自带的接线盒出线电缆长度不够而导致现场需要在串联的每2块光伏组件中增加电缆才能解决串联接线的麻烦。研究对光伏发电系统设计、光伏组件生产工艺,以及工程实际应用中缩短施工周期、保证工程质量、节省建设成本、综合提升光伏发电系统效率都有实际指导意义。     

并网光伏电站阵列细化设计

介绍了我国光伏发电发展现状,论述了光伏电站阵列设计中辐照量最大倾角与发电量最大倾角,光伏组件横向排布与竖向排布,光伏组串"C"形接线方式与"一"形接线方式。在此基础上,基于Pvsyst6软件进行建模和仿真,分别对阵列倾角、组件排布及接线形式等主要阵列参数方案进行对比和分析,提出相对更优方案,分析不同方案引起的发电量与系统效率差异原理。     

植物布置模式对光伏组件和屋面被动降温及水分蒸发的影响

绿色光伏屋顶是一种光伏组件遮阳与植被绿化相结合的隔热屋顶,为了揭示植物布置模式对光伏组件和屋面降温的影响,提出了2种植物布置模式并建立了2个混凝土屋顶试验小室。分别对光伏组件背面和屋面上表面温度、植物叶片温度和蒸发量进行测试和对比分析。结果表明：1）相对于植物架空布置模式,植物直接实铺在屋面上可有效降低屋面上表温度平均值和波幅值;2）植物与光伏组件背面距离增加时会减弱其对光伏组件的冷却效果,间距为10 cm时冷却效果较为明显;3）植物与光伏组件背面距离变小时,叶片温度会变高,水分蒸发量变多。因此,植物直接实铺模式有利于绿植光伏屋面节水和节能。     

一种半片设计的高效晶体硅光伏组件

最新设计了一款晶体硅光伏组件,可使光伏电站排布组件阵列时依然为纵向排布,以方便安装、节省支架和占地面积,比纵向排布的常规组件在早晚有阴影遮挡及下沿有积灰、积雪时的发电量损失还要少。不仅如此,新的设计还使组件内部电阻大幅下降,填充因子提高,因而使得组件输出功率提高,组件效率提升。组件因内部电阻降低,使得组件在发电工作时,温度比常规组件要低,从而进一步提高了组件的发电能力。     

局部阴影下光伏组件建模及输出特性研究

分析光伏组件的数学模型,针对遮挡情况的复杂性,提出一种可模拟大部分遮挡情况下光伏组件输出特性的方法,与传统建模方法相比,该模型可对光照强度、温度、遮挡面积等参数进行调节,能较为准确地反映不同光照、温度以及阴影条件下的光伏组件的输出特性,并分析不同旁路二极管结构的组件在遮挡情况下的功率损失问题。仿真和实验结果表明:在局部阴影条件下,非交错组件中6个旁路二极管的组件可最有效地输出功率,其研究结果可为光伏系统设计提供一定的参考。     

n型高效光伏组件发电性能研究

该文基于海南某小型光伏电站测试项目,收集p型和n型2种光伏组件在2021年的发电量数据,对比分析这2种组件在不同月份下的单瓦日均发电量,验证n型光伏组件相较于p型组件发电效率方面的优越性。在光伏电站实际工作条件下测试辐照度和温度对2种组件发电性能的影响,结果表明：n型光伏组件弱光性能更好;在高温条件下有更多的发电量增益,证明n型光伏组件的热稳定性更好,与理论上n型光伏组件功率温度系数更小相符。通过研究2种组件在不同天气下的直流功率,发现n型光伏组件在辐照度突降的情况下也保持优越的发电性能。     

温室太阳能供暖系统在我国哈尔滨地区的可行性研究

以我国哈尔滨地区的节能型日光温室为例,分析了利用太阳能为其供暖的可行性。太阳能集热系统可为温室保持适宜的温度提供能量,光伏发电系统所产生的电能可用来满足温室热风机及水泵的用电需求,剩余电量并入电网。利用PVsyst软件进行模拟,结果显示,当温室面积为600m2、光伏组件为9.5kWp时,每年可有12.0MWp的电量并入电网,占全部发电量的82.8%。光伏发电系统冬季较高的发电量确保了温室控制系统的有效运行。     

交变温度场对光伏组件性能的影响研究

为探究高海拔荒漠地区交变温度对运行光伏组件输出特性的影响,文章采用三维Solidworks建模与有限元Ansys workbench仿真协同方法,基于青海省海西州电站所处环境温度特征,模拟单一光伏组件在交变温度下的瞬态传热过程,分析温度场分布情况。仿真结果表明:光伏组件模型温度呈梯度分布,热量由前面板至背板,中心至边缘;利用光电转换效率经验公式,得到光伏组件的光电效率与环境温度为负相关;环境温度的波动幅度越大,光电效率降低速度越快。研究结果对高海拔荒漠地区光伏电站运维具有参考价值。     

100 MWp并网光伏电站节能优化设计

文中针对大量新建大型并网光伏电站并网系统应用占据主要地位的状况,从设计角度出发,探讨并网光伏电站节能措施。文中结合金昌新阳光100 MWp并网光伏电站工程实例,从光伏组件选择、光伏组串设计、光伏组件安装方式、光伏组件的最佳倾角、光伏方阵间距、光伏方阵电缆排布等方面对100 MWp并网光伏电站的节能优化设计进行分析和探讨,以求共同提高设计水平。     

光伏组件相变材料控温性能的实验研究

随着光伏电池的温度上升,其光电转化效率将会下降。为了控制光伏电池的温度,本文提出采用相变材料来调节光伏电池工作温度。分别以复合石蜡、聚乙二醇和十水硫酸钠作为光伏组件背板散热相变材料,并搭建实验平台进行实验研究。实验结果表明:光伏相变组件(PV/PCM)的热均匀性较普通光伏组件好,能降低热斑现象的发生,同时能有效降低温升从而提高光伏组件电输出性能。在三种相变材料中,十水硫酸钠具有更好的控温效果;此外,通过增加相变材料的用量能够延长组件的控温时间,通过对比发现40 mm厚度的相变材料具有最好的实验效果。最后,本文发现在相变材料中加入一定量的石墨烯有助于进一步强化组件的散热。     

光伏组件对阴影敏感度的测试及分析应用

针对光伏电站组件的布置方式,给出光伏组件防反二极管连接方式的测试方法,并应用于平整度不同的场地及不同布置类型的组件。利用专业测试设备,对组件上不同方位阴影遮挡的敏感度进行了现场试验及分析。分析结果表明,防反二极管连接方式是影响光伏组件对阴影敏感度的决定性因素。当防反二极管为竖向布置的情况下,场地南北高差为主要影响时,建议组件横向放置;当场地东西高差为主要影响时,建议组件竖向放置。     

不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象,通过温度系数测量实验,针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数,然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求,最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明：1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定;2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时,可以不必对光伏组件背部进行遮挡;3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系;4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异,但总体来看差异不大。     

多用能场景下区域供能系统能量平衡设计——以某山区体育场馆为例

为研究适用多用能场景的区域供能系统容量配置，以某山区场馆为测算对象，考虑未来比赛使用和赛后运营，假定比赛、训练、旅游度假等可能存在的用能场景，使用文献调研、数字化模拟等方法，建立区域能源供需体系。测算结果表明：场景平均用电比例为99.1%，使用光电和风电作为供电来源，光伏组件布置在东向、南向坡屋面，屋面光伏组件布置比例为全部屋面水平投影面积的100%，场馆储能装置容量为37952 kWh，有效储能为12651 kWh。     

非均匀辐照下TCT结构光伏阵列输出特性研究

网络状连接方式(Total-Cross-Tied,TCT)结构光伏阵列在组件表面辐照度轻度不均匀情况下输出稳定性最优,其阵列输出特性具有重要的研究意义。文章以一种基于Matlab/Simulink中S-Function Builder模块建立的光伏组件仿真模型为基础,从组件电流电压变化的角度分析了TCT结构光伏阵列在非均匀辐照下的输出特性曲线,结果表明:TCT结构光伏阵列在不同失配条件下具有不同输出特点,为以后电站的建设规划与运营维护提供了参考依据。     

带蓄电池的光伏系统中MPPT充电效果理论分析

通过对太阳电池组件平面辐照、太阳电池组件特性以及蓄电池负载数学模型计算,分别对北京和广州地区两种典型气候条件下应用MPPT与直接耦合方式的输出情况进行比较和研究,发现在广州地区MPPT的应用意义不大,而在北京地区冬季则能够明显增加太阳电池组件的输出。在带蓄电池的光伏系统中影响MPPT控制器发挥效能的因素被分析和研究,要综合当地全年气温变化、负载状况、经济性以及可靠性等多方面考虑MPPT的应用。     

串联电阻对不均匀铜铟镓硒电池性能的影响

由于铜铟镓硒太阳电池的不均匀性以及电池输出特性的非线性,现有表征大面积电池的加权平均效率需要进行修正以便更好反映光伏组件的效率。由于串联电阻的增加常被认为可改善电池均匀性,因此本文针对串联电阻的影响进行重点研究。本文基于太阳电池模型,假定大面积太阳电池可看作是多个小面积太阳电池单元并联而成的太阳电池单元组件。计算结果表明,并联光伏组件的效率比加权平均效率低;提高光伏组件的串联电阻能在一定程度上改善电池不均匀性,但未必能提高光电转换效率,这有赖于光伏组件的不均匀程度和其本身的串联电阻大小;当光伏组件本身的均匀性较好且串联电阻也较小时,提高光伏组件的串联电阻能提高光伏组件效率。