临近空间太阳电池模型修正与发电量预测研究

由于在飞行过程中,温度、辐照度和倾角变化都会对临近空间飞行器上太阳电池的输出功率及效率产生影响,该文利用太阳光模拟器及薄型晶体硅太阳电池,进行多组测量实验,得到在不同温度、辐照度和倾角条件下,太阳电池的短路电流、开路电压等参数,并通过与模型仿真结果进行对比,对已有太阳电池电模型进行修正,得到更接近真实飞行工况的临近空间飞行器用薄型晶体硅太阳电池的模型。最后,基于修正后的模型通过仿真对太阳电池阵列在临近空间的全天发电功率变化趋势进行预测,可为临近空间飞行器用太阳电池阵列设计与功率预测提供重要参考。     

太阳电池及方阵的模型与仿真

介绍了太阳电池及方阵的数学模型和电路模型,特别针对用于计算机解析计算的模型进行了详细地描述。介绍了利用模型对太阳电池及方阵的特性,并进行了初步仿真,结果表明该模型能够模拟太阳电池及方阵的特性。     

太阳电池组件的仿真方法

对比分析了不同太阳电池组件模型,并进行了仿真试验。针对太阳电池组件电子模型实用性差和硅太阳电池工程用数学模型精度不高的问题,建立了工程用改进模型。该工程用改进模型保留了已有两个模型的优点,克服了其精度低的缺点。通过仿真试验证明,工程用改进模型具有使用方便、灵活、精度高和通用性强的特点。     

临近空间机电伺服电源轻小型设计的技术途径

根据临近空间飞行器的任务特点,分析了临近空间飞行器对机电伺服系统输出特性的要求,并对机电伺服系统工作原理进行了概括介绍,由此得到了临近空间机电伺服系统的用电特点,最后从机电伺服系统用电指标的匹配方法和电源设计的角度,提出了提高机电伺服系统用电效率、电源轻小型化设计的技术途径。     

考虑阴影变化的太阳电池模型及动态参数分析

针对太阳电池静态模型与实际运行偏差较大,尤其是局部遮挡下均匀光照下的太阳电池模型难以适应新场景的问题,研究阴影变化下的太阳电池建模。首先,分析太阳电池的正向、反向、动态特性和小面积阴影时的内部情况,建立局部阴影下包含正、反向特性的动态模型。然后,研究阴影变化下光伏组件模型,比较模型仿真结果与实验结果,验证所建模型的准确性。最后,利用电池仿真模型,分析环境变化时电池动态参数和输出电流的变化规律。结果表明,所建模型可用于阴影变化下太阳电池动态特性仿真与动态参数分析。     

工程用太阳电池模型及参数确定法

基于太阳电池五参数模型,采用太阳电池单体或太阳电池组件工程测试数据,推导出太阳电池单体和太阳电池组件的工程用太阳电池模型及参数确定法。仿真实验证明,该模型具有通用性强、计算灵活的特点,能够体现太阳电池组件的差异性,提高仿真精度。     

非晶硅与晶硅太阳电池发电比较分析

采用实验测量装置对非晶硅太阳电池组件和单晶硅太阳电池组件的日均发电量进行测试对比,并对非晶硅的温度系数、I-V曲线特性及低光强下的吸收特性进行了分析。结果显示:非晶硅太阳电池板的发电效能优于单晶硅太阳电池板。     

平流层飞艇表面太阳辐射量分布的分析研究

针对太阳辐射量在平流层飞艇外表面分布问题,研究一种计算分析方法。基于该方法,建立沿飞艇经线长度方向进行网格划分的几何模型和太阳辐射量计算的物理模型,提出一种太阳辐射量分布的比较分析方案。使用该方案,针对典型飞艇进行计算分析,量化得出不同飞行日期沿经线长度方向太阳辐射量分布的结果,并比较分析不同飞行日期各经线位置间太阳辐射量分布的不一致性,研究结果可用于指导进行太阳电池的优化布局和阵列构型。     

太阳电池直流模型的计算机仿真

太阳电池特性由材料、设计和工艺决定，太阳电池直流模型则可描述其电特性。现有的测试方法不能直接测出模型参数，但容易获得太阳电池片实测Ｉ—Ｖ数据，采用最小二乘法拟合出模型参数，就可以建立模型参数与制造工艺的直观联系。本文对提高模型拟合的速度及精度的实现方法进行讨论，在计算机上实现快速拟合。     

太阳电池的双指数简化模型

以太阳电池的双指数理论模型为研究对象,通过数值模拟的方法,建立太阳电池的简化模型,并利用太阳电池的实验数据进行了模拟分析.研究结果表明:以简化模型为基础,仅利用生产厂家为用户提供的产品在标准测试条件(STC)下测出的I∝、V∝、Im、Vm作为参数,能以较高的精度计算出太阳电池的,I-V特性,为太阳电池数学模型的工程应用提供了可能.     

我国发展空间太阳能电站的必要性和相关技术基础分析

对我国建立空间太阳能电站的必要性进行了讨论。在分析建设空间电站相关技术的基础上，提出了发展我国空间电站的构想。发展空间太阳能电站是我国解决能源需求、优化能源结构的理想选择；我国的技术基础已具备建立空间电站的能力，需对一些关键技术进行重点论证、研究，要加快发展载人航天技术和空间站技术；应首先发展太阳能发电卫星，之后再发展电力传输卫星等其它空间电站形式。从现在起就开始准备，我国可能在２０年左右时间内建立初步的空间电站演示系统。     

国外空间太阳能热动力发电系统发展及建议

空间太阳能热动力发电系统作为一种新型的空间供电方式，在费用上和性能上已经显示出了很大的优势，有可能成为未来的空间供电方式。国外对于它的研究已经超过40年。通过介绍空间太阳能热动力发电系统的工作原理和技术发展，并且与其它电源系统、主要是光伏系统进行技术比较，显示出这种供电方式的的较大优势。重点介绍了NASA 2kW空间太阳能热动力发电系统地面样机的部件、结构和试验。根据国外研究经验，提出了空间太阳能热动力发电系统研究的建议。     

临近空间太阳能无人机能量调度策略

针对临近空间太阳能无人机因表面太阳辐射不均匀及负荷不确定性导致的能源系统容量无法充分利用的问题,提出一种实时能量优化调度策略,旨在最小化每个光储模块在24 h周期末电量差值、太阳落山时刻最大限度地储存能量,通过构建调度模型和能量前移修正策略达到充分利用发电、储能设备装机容量的目的。利用Python软件对该模型及调度策略进行仿真验证,证实了该能量调度策略的合理性和可行性。     

聚光条件下太阳电池的热电特性分析

为了为进一步开发聚光光伏发电系统提供指导和依据，建立了聚光光伏发电系统的数学模型，然后对不同聚光光伏发电系统方案的热电特性进行了计算，分析了串联内阻和换热系数对系统性能的影响。结果表明，在特定的串联内阻下，太阳电池的峰值功率首先随光强的升高而直线升高，升高到一定程度后曲线变得平缓。曲线的拐点随串联内阻的降低而升高。换热系数越高，系统的性能越好，而且随着光强的升高，换热系数的影响越来越显著。     

硅太阳电池工程用数学模型

为实现光伏电站、光伏户用系统、光伏水泵系统、"风 -光-柴-蓄"等各种涉及太阳能光伏利用复合能源系统的设计、数字仿真和动态模拟实验 ,以电子学理论为基础,讨论了满足工程应用精度且便于运算的太阳电池数学模型.该模型的特点是仅采用生产厂家为用户提供的太阳电池组件在标准测试条件(STC)下测出的I sc、Voc、Im、Vm作为参数,通过引入相应系数来考虑环境影响,并给出系数的典型值.实验结果表明模型的误差一般都在6%以下,可以满足对绝大多数工程项目进行物理模拟的精度要求.     

MIS反型层太阳电池栅电极间距的研究

根据计算得出的ＭＩＳ／ＩＬ ｐ－Ｓｉ太阳电池的表面面电阻与固定正电荷、界面态间的关系，分析了太阳电池栅间距的尺寸范围，并实测了该电池的固定正电荷密度、界面态密度和表面面电阻及电极栅间距对其性能的影响。     

国际空间太阳能电站发展现状

空间太阳能电站(Solar Power Satellite,SPS)概念受到了国际的广泛关注,美国和日本都已制定了争取在2030年左右实现商业化运行的发展路线图,并且在概念和技术层面开展了大量的研究工作.中国有必要尽快开展此方面的相关研究工作,为未来的长远发展奠定基础.     

塔式太阳能热发电系统性能模型及其仿真研究

结合塔式太阳能热发电系统中主要设备的机理模型和变工况下的运行方式,建立一套能完整反映电站工作过程的性能模型.发电系统在太阳法向直射辐照度扰动下的动态过程研究结果表明:吸热器出口熔盐温度、表面最高温度、散热功率的过渡过程较平缓,效率在瞬时突变后会逐渐恢复到接近扰动发生前的水平;吸热器出口熔盐温度、表面最高温度、散热功率与...