太阳能发电系统的最佳化设计

独立光伏发电系统需要进行最佳化设计。介绍了一种简明合理而又实用的最佳化设计方法。应用目前国外常用的倾斜面上太阳辐照量的计算公式，根据不同的蓄电池维持天数，应用能量平衡原理，得到相应的太阳电池方阵最佳倾角，然后通过循环计算，得出一系列太阳电池方阵和蓄电池容量的组合，再通过经济核算等，最后确定光伏系统的规模，编制了相应的计算机程序，并进行了实例计算。     

光控太阳能照明系统的优化设计

光控太阳能照明系统是光伏应用的重要领域，这类光伏系统的工作条件非常苛刻，必须根据其特点，进行仔细的系统优化设计，才能确保其长期稳定地工作。由于系统每天工作的时间长短不一样，在光伏系统设计时，可以根据当地不同月份的日落和日出之间的无日照小时数减1，来作为光控太阳能照明系统的工作时间，以确定其各月不同的负载日耗电量。决定蓄电池维持天数时，也是以最大的日耗电量为依据。光伏方阵的最佳倾角也要大于一般的独立光伏系统。     

负载缺电率用于独立光伏系统的最优化设计

在确定光伏方阵最佳倾角时,应综合考虑方阵面上太阳辐射量的连续性、均匀性和极大性。“夏半年”和“冬半年”周期内入射到倾斜面上的平均日辐射量Ｈ１和Ｈ２相等或在盯等之前Ｈ２有极大值,则其对应角度即为最佳倾角。通过改变相应放电深度的简便计算方法,即可得到应于不同负载缺电率的一系列光伏方阵与蓄电池容量组合,从而确定最方阵和蓄电池容量。     

再论固定式光伏方阵最佳倾角的分析：兼评“固定式光伏方阵最佳倾角

负载全年均衡分布的独立固定式光伏方阵，在确定最佳倾角时应综合考虑方阵面上太阳辐射最的连续性，均匀性和极大性。最佳倾角与现场的地理位置及气象条件有关，而与负载大小，太阳电池及蓄电池容量等因素无关。     

一种固定式光伏系统的设计方法

对于采用固定式方阵的地面光伏发电系统，其太阳能电池方阵功率和蓄电池容量的设计应综合考虑太阳辐射量，均匀性及多年的连续性。引入斜面辐射最佳系数Ｋｏｐ到太阳能电池方阵功率计算公式，以最大连续放电量来确定蓄电池的容量，太阳能电池方阵功率和蓄电池容量可迅速求出，兼顾了充电能力与放电储备问题，并保证一定的精度，简化了计算量。     

风光互补独立供电系统的优化设计

在设计风光互补独立供电系统时,系统中需要优化的不仅有光伏电池和蓄电池的容量,还应该有风力发电机种类和容量以及光伏电池的倾角。优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性,其指标负载缺电率LP- SP需经仿真运行得到。本问题属于非线性整数规划,也是一个NP-hard问题。用包含精英策略的遗传算法优化,以自适应罚函数法处理约束。计算和验证表明本文采用的算法收敛,能同时优化风力发电机类型和容量、光伏电池的容量和倾角以及蓄电池的容量,并且计算效率高。     

太阳能电池发电系统中蓄电池的优化配置

在地面应用的固定式光伏方阵系统，其太阳能电池方阵和蓄电池的配置与太阳辐射的辐射量，均匀性，即与太阳辐射各月分布情况密切相关。本文研究了我国大部分地区的太阳辐射各月分布曲线，讨论了当分布曲线呈现多峰时的光伏系统的运行表现，提出以最大连续放电量来确定蓄电池的容量的计算公式。     

季节性负载光伏方阵的倾角

朝向赤道的固定式光伏方阵最佳倾角除了取决于当地的气象和地理条件以外 ,还与负载的性质有关。研究了均衡性、季节性和临时性三种负载的特点。根据Hay提出的天空散射辐射各向异性的模型 ,计算了倾斜面上的太阳辐照量。分析结果表明 ,对于夏季耗电量多的“夏天型”负载 ,倾角应取方阵面上全年接收到最多太阳辐照量的角度 ,通常都小于当地纬度。对于冬季耗电量多的“冬天型”负载 ,在北半球 ,尽管 12月份耗电量最多 ,但不能取该月份接收到最多太阳辐照量的角度为方阵倾角 ,因为这样在夏天接收到的太阳辐射照量削弱太多。根据光控太阳能路灯的实例分析表明 ,“冬天型”负载所取方阵的最佳倾角比平均日耗电量相同的均衡性负载的最佳倾角 βopt大 5～ 10°较为合适     

光伏方阵最佳倾角的计算

确定独立光伏方阵的最佳倾角时，不应以太阳辐射强度最弱月份为依据，而应综合考虑方阵面上太阳辐射强度的均衡性和极大性，根据夏半年和冬半年倾斜面上所接收到的太阳辐射量进行判断。本文给出了我国６３个地区光伏方阵最佳倾角的计算结果。     

独立光伏发电系统在移动通信基站中的设计与应用

介绍了太阳能独立光伏发电在移动通信基站中的应用,重点介绍了太阳能独立光伏发电系统的组成、系统设计指导原则、移动通信基站的负载类型、太阳能阵列最佳倾角和蓄电池容量的计算步骤与方法等。     

太阳能辐射资料库的创建

介绍了所创建的我国太阳辐射资料库,其内容包括适合于太阳能利用的遍布全国的太阳能辐射资料、不同方位和倾角的表面上太阳辐照量的计算方法及相应的计算程序.这些将为系统的优化设计创造有利的条件,对于提高太阳能供热和光伏系统的可靠性和降低投资费用都具有重要的作用.     

固定式并网光伏阵列的辐射量计算与倾角优化

在Klien和Theilacker所提出的倾斜面上月平均太阳辐照量的计算模型基础上,提出了一种使用逐步查找法确定太阳能阵列最佳倾角的新方法,并利用计算机编程语言C#完成了算法的软件实现.利用该方法对我国部分地区全年最佳倾角及其各月平均日辐射量进行了计算与分析.通过与前人研究结果对比表明,该方法具有良好的适用性,为其在光伏系统设计中的工程应用提供了可能.     

倾角与方位角对张北地区光伏发电特性的影响

为使光伏组件获取更多的太阳辐照,需设置合适的倾角和方位角。通过2018年8月份在张北地区记录的辐照数据,计算得到张北地区光伏组件的最佳倾角。设置倾角为0°、30°、60°、90°、120°和150°的光伏组件,记录光伏组件的电压电流数据,分析不同天气下倾角和方位角对发电特性的影响。研究发现,光伏组件在该月的月最佳倾角为18.5°,晴天的日最佳倾角为27.1°,多云、阴天、雨天分别为18.0°、3.7°、0.2°。倾角对于发电特性的影响主要在于光伏组件接收的直射辐照大小,晴天和多云时30°倾角光伏组件的发电量最高,雨天和阴天水平光伏组件的发电量则最高。方位角对于发电特性的影响来源于直射辐照在一天中照射方向的变化,晴天和多云时方位角影响较大,阴天和雨天时影响很小。     

Comparative analysis of diffused solar radiation models for optimum tilt angle determination for Indian locations

Tilt angle and orientation greatly are influenced on the performance of the solar photo voltaic panels. The tilt angle of solar photovoltaic panels is one of the important parameters for the optimum sizing of solar photovoltaic systems. This paper analyses six different isotropic and anisotropic diffused solar radiation models for optimum tilt angle determination. The predicted optimum tilt angles are compared with the experimentally measured values for summer season under outdoor conditions. The Liu and Jordan model is found to exhibit t lowest error as compared to other models for the location.     

Optimum Tilt Angle for Solar Collectors

A solar collector is required to absorb solar radiation and transfer the absorbed energy into a heat transfer fluid with a minimum of heat loss. In assessing the performance of a collector, it is therefore important not only to determine its ability to absorb solar radiation but also to characterize its heat losses. The ability of a collector to absorb solar radiation is largely determined by its optical and geometric properties. One of the important parameters that affect the performance of a solar collector is its tilt angle with the horizontal. This is due to the fact that the variation in tilt angle affects the amount of solar radiation reaching the collector surface. In this study, a mathematical model is used to estimate the total (global) solar radiation on a tilted surface and to determine the optimum tilt angle for a solar collector in Izmir, Turkey. Total solar radiation on the solar collector surface with an optimum tilt angle is computed for specific periods. It is found that the optimum tilt angle changes between 0° (June) and 61° (December) throughout the year. In winter (December, January, and February) the tilt should be 55.7°, in spring (March, April, and May) 18.3°, in summer (June, July, and August) 4.3°, and in autumn (September, October, and November) 43°. The yearly average of this value was found to be 30.3° and this would be the optimum fixed tilt throughout the year.     

A simple model for sizing stand alone photovoltaic systems

We consider a general model for sizing a stand-alone photovoltaic system, using as energy input data the information available in any radiation atlas. The parameters of the model are estimated by multivariate linear regression. The results obtained from a numerical sizing method were used as initial input data to fit the model. The expression proposed allows us to determine the photovoltaic array size, with a coefficient of determination ranging from 0.94 to 0.98. System parameters and mean monthly values for daily global radiation on the solar modules surface are taken as independent variables in the model. It is also shown that the proposed model can be used with the same accuracy for other locations not considered in the estimation of the model.     

The potential of harnessing solar radiation in Iran: Generating solar maps and viability study of PV power plants

This paper assesses the potential of harnessing solar radiation in different regions of Iran. In this regard, solar radiation maps are generated for five different cases: total radiation on a south facing fixed surface tilted at the latitude angle; total radiation on a surface tilted at the latitude angle with East–West tracking; total radiation on a surface tilted at the latitude angle with azimuth tracking; direct beam radiation on a horizontal surface with East–West tracking; and direct beam radiation on a surface with two axis tracking. The first three cases are generally applicable to photovoltaic (PV) power plants while the last two are generally used for concentrating solar power (CSP) plant design. In the second part of the paper, a 5 MW PV power plant is considered for 50 cities of Iran. Capacity factors, electricity generated and annual greenhouse gases emission reductions are compared. The results show a great potential for central and southern parts of the country.