武汉地区太阳总辐射与气象要素的关系研究

利用武汉市2007年1月1日至2008年12月31日逐时太阳总辐照量和气象要素(气温、相对湿度、云量等)资料,分析武汉地区逐时太阳总辐照量与逐时气象要素的关系,找出对总辐照量有显著贡献的因子,对比各个气象要素对太阳总辐照量的贡献,利用2007年总辐照量和常规气象要素分季节建立逐时多元线性回归方程,并利用回归方程分季节逐时预报2008年总辐照量,最后进行误差分析。结果表明:太阳总辐照量夏季最多,冬季最少;太阳总辐照量与气温、相对湿度、水汽压及云量(低、总)有关,其中相对湿度及云量(低、总)与总辐照量负相关。分季节分时次建立回归方程发现:春季总辐照量与相对湿度、气温和总云量关系较密切;夏季总体上与春季类似,但气温对总辐照量的贡献不大;秋季总辐照量与气温、总云量、相对湿度、水汽压有关;除了和秋季相同的影响因子外,低云量对冬季总辐照量也有一定的贡献。     

竖直面上太阳辐射的模拟计算研究

以内蒙古呼和浩特、锡林浩特和阿拉善盟3个地区太阳辐照气象参数为基础,选用Klein模型作为竖直面的辐射计算模型,利用Matlab仿真软件对这3个地区-90~90°太阳方位角内竖直面单位面积所接收到太阳辐照量进行模拟计算。研究结果表明:对于内蒙古各地区,太阳能建筑最佳朝向的太阳方位角为-15~15°,在此太阳方位角范围内竖直面上的太阳辐照量较大;内蒙古各地区太阳能利用的最佳时段为冬季和春季,秋季次之,夏季竖直面上的太阳辐照量最小;内蒙古各地区年总太阳辐照量均为4 604 MJ/m2以上,部分地区年总太阳辐照量最高可达5 515 MJ/m2,整体上属于太阳能资源较丰富区,太阳能资源可开发利用的潜能较大。     

全光谱日光模拟器的辐照特性仿真研究与优化

以全光谱日光模拟器为对象,利用光学软件LightTools对其辐照特性进行仿真研究。分别建立光源和模拟器的光学系统仿真模型,并将辐照度仿真结果与实验结果进行对比,获得光学基准模型,最终完成模拟器优化。结果显示,利用基准模型可有效预测各工况下日光模拟器的辐照特性;借助该光学基准模型进行日光模拟器的优化设计,确定反射板的最佳宽度与最佳反射角分别为1.2m和20°,在模拟器与辐照面间距为2.0m,只开A组、B组、C组、D组以及灯组全开的工况下,有效辐照面较优化前平均扩大81.6%。     

双面组件阵列辐照模拟与系统效率分析北大核心CSCD

文章分析了双面组件固定系统阵列面辐照量的主要影响因素,采用PVsyst软件模拟了不同因素影响下,阵列面辐照量的变化趋势,并针对双面组件系统的总体发电量,分析了适用的系统效率评价标准。在此基础上,提出了一种基于逐步查找法最优系统计算流程,并在实际工程条件下进行模拟。模拟结果表明,本文方法可以快速确定特定条件下,双面组件固定式系统的最佳倾角间距设计方案,与传统方案相比,文章评价方法的发电量有显著提升。     

中国大陆散射日射与总日射和地外日射的关系

利用１９９２年我国大陆１０个日射站点的逐时和逐日的散射日射、总日射辐照量记录，在小时散射成分与小时晴朗因子ＫＴ以及日散射成分与日晴朗因子ＫＴ之间建立了相关相系，对其误差进行分析，并与国外同类工作的结果作比较，表明这类关系是有地区差异的，还与大气浑浊情况有关。所得关系可供利用逐时或逐日的总日射辐照量推算相应时段的散射辐照量。     

方位角不为零时太阳辐照的计算

通过分析太阳光线在地球上直射时的几何模型,利用立体几何和二面角的知识具体推导了在方位角不为零时的直射与水平面的直射之比值的计算,给出水平面上与斜面上直射量比值的公式。最后按照Klein太阳辐照量的计算模型,给出方位角变化时北京地区1年的辐照量变化曲线。     

水平布置方式下抛物槽式集热器辐照量分析

采用适用于中等纬度的Hottel晴天太阳辐射模型,对地处北纬41.34°,水平布置方式下的抛物槽式集热器夏季和冬季的辐照量进行了计算。计算结果表明:水平南北布置的抛物槽式集热器在夏季接收的太阳辐射较多,月辐照量可达1 GJ/m2,而冬季接收的太阳辐射较少,月辐照量为0.3~0.45 GJ/m2,且冬至日辐照量仅为夏至日辐照量的1/4左右;水平东西布置的抛物槽式集热器夏季月辐照量在0.75 GJ/m2左右,而冬季月辐照量为0.5 GJ/m2左右,冬至日辐照量可达夏至日辐照量的1/2以上。由此可见,在北纬41.34°地区应用抛物槽式集热器时,如考虑在夏季使用,应采用水平南北布置方式;若考虑在冬季使用,则应采用水平东西布置方式。     

光伏阵列上辐照量及最佳倾角的优化计算

通过对比不同来源的辐照量数据与地面实测辐照量数据的差异性,对5类地区典型城市不同来源的辐照量数据的准确性进行分析;比较两种常用的倾斜面的辐照量计算模型,发现确定倾斜面辐照量计算模型需综合考虑光伏系统安装地点的太阳能辐射直射比及海拔等因素的影响。     

光伏组件倾角最优化研究与应用

光伏组件按照一定的倾角安装能够提高接收到的太阳辐照量,但目前在光伏组件倾角的选择上和调节时间的划分上存在一定的盲目性。结合各向异性天空辐射模型,提出了倾斜面上太阳辐射量的计算方法。基于最优化理论,以倾斜面接收辐照量最大为目标,在MATLAB中编程实现对不同时间区间内的倾角最优化算法。最后,以上海地区为实例,通过数据对比不同安装倾角下全年光伏组件倾斜面接收辐照量,结果表明最优化角度调节可以提高光伏组件接收的年太阳辐照量,具有较高的实用价值。     

BIPV系统斜面总辐照量计算及发电量估算

目前,用于光伏发电预测的物理模型中,斜面总辐照量参数的获取普遍采用通用斜面总辐照量公式,当用于含多安装角度的建筑集成光伏（BIPV）系统时,因其含有多参数、多级算式,导致计算过程繁琐,误差偏大。本文分析了不同地理位置最佳倾角、同一地理位置不同倾角、方位角对斜面辐照量的影响。在此基础上,提出了一种考虑BIPV系统各安装角度的系统斜面总辐照量计算方法,该方法较通用的斜面总辐照量公式简单、准确度高;讨论了该方法用于物理模型进行BIPV系统发电量估算的思路,通过工程试验数据对比,验证了本估算方法的优越性。     

基于GA-ELM神经网络的逐时太阳辐照量预测

摘要： 太阳能辐照量是影响光伏发电的主要因素,准确的太阳能辐照量预测对于光伏发电具有重要的作用。为提高预测模型对环境因素的敏感性与预测精度,提出基于遗传算法（genetic algorithm,GA）改进极限学习机（extreme learning machine,ELM）的太阳辐照量预测方法。首先,选取与太阳能辐照量相关的候选属性因素,确定输入变量;其次,以2009年到2014年与待预测日相同日期前后15 d范围内数据为训练集;再次,采用GA优化ELM的隐含层输入权值及偏置向量;最后,采用优化后的GA-ELM模型,开展逐时太阳辐照预测模型。实测算例表明,相较ELM、BP神经网络,新方法具有更高的预测精度,能够适应外界气象条件突变情况下的辐照预测需要。     

武汉并网光伏电站性能与气象因子关系研究

利用华中科技大学并网光伏电站1a(2010年1～12月份)每5min电量资料和同期武汉站气象资料,统计了并网光伏电站的光伏阵列转换效率、逆变器效率基本特征及其与气象因子的关系,并采用指数曲线对逆变器效率进行模型模拟,评估其拟合精度和应用价值。最后,从能量平均角度,对表征光伏电站性能的综合效率进行分析,为武汉市光伏发电潜能(年发电量)估算和经济效益分析提供参考。结果表明:①斜面逐时辐照量较低时,阵列转换损失较大;随着斜面逐时辐照量的增加,阵列转换效率呈先增加后下降的趋势,主要是由于温度的作用(高温负影响);②推算出光伏并网逆变器效率接近稳定时,对应的输入斜面逐时辐照量临界值范围(或有效辐照量范围)为0.469～0.587kWh·m-2;③武汉市40°倾角安装的并网光伏电站年综合效率为0.56,每瓦光伏装机容量的年发电量约为0.64kWh。     

基于相变微胶囊悬浮液的太阳能光伏热系统的研究进展

在太阳能光伏热系统中,光伏电池温度过高会导致太阳能发电效率下降。相变微胶囊悬浮液(MEPCMS)是一种潜热型功能性流体,将其作为冷却介质用于太阳能光伏热系统可以有效降低光伏电池温度,提高系统的能量利用率。针对相变微胶囊易泄露、导热性差等问题提出了改性方法,使其具有光热转换功能并提升了综合性能。基于性能评价指标分析了太阳能光伏热系统性能的影响因素。结果发现,流速、浓度和太阳辐照量是影响MEPCMS在太阳能光伏热系统中换热性能的关键因素。适当增加MEPCMS浓度和流速能提高工质的换热性能,在降低光伏板温度的同时增加太阳辐照量和系统热电产量,但需结合太阳辐照量大小合理匹配工质的浓度和流速。未来研究方向可集中在提升MEPCMS在太阳能光伏热系统中的换热性能、探究运行参数和太阳辐照量之间的匹配关系、优化集热器结构、利用其蓄热性解决太阳能间歇性等方面。     

屋顶光伏系统阵列布局研究

采用PVsyst 6.06提供的Preze数学模型分析光伏阵列接收太阳辐射的特点,模拟计算长沙地区倾斜面上的太阳辐射量,利用逐步寻优法确定特定时期内该地区屋顶光伏阵列接收最大太阳辐射量的最佳倾角和朝向;利用阴影原理,简便推导屋顶南北坡面光伏阵列间距的计算方法,并分析阵列间距随屋顶坡度和倾角的变化规律。     

不同月份及不同安装角度时平板太阳能集热器接收的太阳辐照量分析

通过理论计算模型推算出在山东省济南市不同月份及不同安装角度时平板太阳能集热器接收的太阳辐照量理论数据,并与实际测量数据进行对比.结果表明:理论数据与实测数据存在高度的一致性;与安装角度为75°时相比,安装角度为90°时平板太阳能集热器接收的太阳辐照量有所下降;通过对全年不同安装角度下平板太阳能集热器接收的太阳辐照量实测...     

高辐照量下遮挡时PV组件性能特性模拟分析

为研究高辐照量下(辐射强度为1200 W/m~2)遮挡时的组件可靠性,根据能量守恒定律,结合电池的单二极管和反向特性数学模型,建立适合分析遮挡情况的光伏模组仿真模型,用以分析标准工况和高辐照量条件下组件的光电转换性能和组件工作温度特性、二极管工作特性。模拟计算结果表明:在高辐照量遮挡情况下,组件最大输出功率比标准工况大18.5%;组件正常运行时的最高温度比标准工况时高14℃,比实际工况高30℃。因此,在高辐照量的地区,光伏组件尽量选择安放在通风处。旁路二极管分布可沿用标准工况的设计方案。     

稻草秸秆辐照酶解工艺优化

通过采用60Co-γ辐照处理稻草秸秆,提高稻草秸秆的酶解效果。采用离子色谱仪测定稻草秸秆酶解液中可发酵性糖的含量,对水解温度、加酶量、液固比、水解时间4个因素进行单因素试验分析,对稻草秸秆酶解条件进行优化,建立稻草秸秆辐照酶解新工艺。研究结果表明,稻草秸秆辐照剂量在0～2 000 kGy内,辐照预处理最佳剂量为1 200 kGy;得到稻草秸秆最优辐照酶解条件:预处理辐照剂量为1 200 kGy、水解温度为45℃、水解时间为36 h、液固比为60、加酶量为120 U/g。在此最佳条件下,稻草秸秆纤维素、半纤维素总转化率达71%。     

真空管内吸热体接收太阳辐照量的研究

该文对真空管内吸热体分别为平板，圆柱体南向斜置，圆柱体东西横置3种形式在晴天时的日接受太阳辐照量进行了分析研究，推导出了它们与纬度、放置倾角和时间的函数关系，并对北京地区采用的3种安装角度对上述3种形式的集热管的日接收太阳辐照量进行了计算和比较。结果表明，不同纬度地区东西横置圆柱吸热体的日接收太阳辐照量是相同的，有一定倾角的朝南放置圆柱吸热体年平均日接收太阳辐照量高于其东西横置，并且还高于同一倾角的平板吸热体。     

翼型涡流发生器对析晶污垢抑制特性的模拟研究

为研究翼型涡流发生器的结构对析晶污垢沉积的影响,利用数值模拟的方法研究在改变其间距、攻角和翼型的情况下,污垢沉积的变化情况。通过引入抑垢率的计算,来表征涡流发生器的抑垢特性。根据实验得出的光片单位面积污垢沉积量与模拟光片得出结果对比,说明验证模拟方法的可行性。通过模拟研究发现在两种攻角下,间距与抑垢率之间的变化关系相同。当间距为10至60mm时,抑垢率随间距的增加而减小。当间距为60至80mm时,则是反向变化。在相同攻角下,流动方向投影面积与抑垢率之间呈现同相变化。投影面积的影响效果与间距相关。     

不同模型在太阳辐照量计算中的分析与比较

介绍常用的太阳辐照量计算模型天空各项同性模型、Hay模型和天空各向异性模型的计算原理,并通过计算分析比较了3种模型各自的适用情况。认为,Hay模型与天空各向异性模型同属于各向异性模型,Hay模型将天空的散射辐照量考虑为各向异性,天空各向异性模型则认为直射辐照量为各向异性,两种模型计算各有特点,在实际工程计算中,可将2种模型的计算结果进行比较分析以保证计算结果的精确。