沙漠沙尘对光伏组件输出性能影响实验研究

针对风沙环境下光伏组件的积沙现象,以积沙特性(积沙密度及沙尘粒径)为研究对象,采用人工铺沙的室外试验方式,结合温度性能探讨沙尘对光伏组件最大输出功率及填充因子的影响规律。研究表明:随积沙密度逐渐增大,最大输出功率呈下降趋势——积沙导致组件温度的降低进而对转换效率的提高无法弥补其削弱组件透光度带来的功率损失。填充因子变化趋势相反,且在35 g/m~2时(组件温度谷值处)达到峰值;随沙尘粒径逐渐增大,组件最大输出功率先增大后减小再增大,在粒径0.08～0.10 mm处发生突降,同时填充因子在该区间出现谷值。研究可指导风沙运动频发地区沙漠光伏电站的清洁规划以及不同粒度特征下沙漠光伏电站的产能损失预估。     

沙漠沙尘对光伏组件温度性能影响实验研究

通过选取不同积沙密度和沙尘粒径分别沉积在光伏组件表面,对光伏组件温度性能影响展开研究。结果表明:清洁光伏组件的背板温度高于积沙光伏组件的背板温度。当光伏组件表面的积沙密度不断增大时,光伏组件的温度呈现先下降后上升的趋势;当光伏组件表面的积沙密度小于等于35 g/m²时,影响温度的主要因素是遮挡而造成吸收辐射能的减小;当光伏组件表面的积沙密度增大至35 g/m²时,由遮挡而影响的温度降低幅度达到最大值,当组件表面积沙密度大于35 g/m²,表面积沙使组件的散热性能降低,热阻增大,背板温度上升;当组件表面的沙尘完全遮挡住太阳辐射时,组件的温度不会上升,此时组件温度与环境温度相接近;当光伏组件表面积沙粒径增大时,光伏组件的温度整体呈现先下降后上升的趋势,且在粒径为0.04～0.06 mm时光伏组件的温度最低,与清洁组件相比其温度降低的最大值为6.62℃,在沙尘粒径为0.3～0.4 mm时光伏组件的温度是积沙组件中温度最高的,与清洁组件相比其温度降低的最大值仅为2.3℃,温度降低的最小值仅为0.85℃。     

沙漠沙尘粒径对太阳电池输出特性影响的实验研究

选用不同粒径的沙漠沙尘颗粒沉积于太阳电池表面,对不同工况下太阳电池的开路电压、短路电流、输出功率、太阳辐照度及环境参数进行实时监测,分析不同粒径的沙漠沙尘颗粒对太阳电池输出功率、功率损耗率、转换效率及填充因子的影响。结果表明:积沙太阳电池的功率明显低于清洁太阳电池,但随着沉积在太阳电池表面的沙尘粒径增大(0.05～0.30 mm),太阳电池的输出功率、转换效率和填充因子均呈上升趋势。与清洁太阳电池相比,输出功率的最大降幅仅为5.8%,功率损耗率λ呈下降趋势,其最大值可达29%。     

沙尘对光伏组件输出特性影响的风洞实验研究

通过风洞实验测试,研究了不同沙粒质量浓度和风速下风沙对太阳能光伏组件输出特性的影响,绘制不同倾角光伏组件的输出特性曲线,比较积沙前后其发电效率。结果表明:当风速较低时,各倾角组件输出功率积沙前后变化幅度不大,降幅在5%以下;当风速较高时,各倾角组件输出功率积沙前后变化幅度较大,降幅在5%～10%;安装倾角分别为30°和60°时,太阳能光伏组件在纯风沙环境下积沙前后输出功率会有明显的特点。     

沙尘对光伏组件表面冲蚀行为影响实验研究

文章根据野外沙漠的环境因素,基于气流挟沙喷射法,利用风沙冲蚀系统模拟沙漠的风沙环境,分析不同安装倾角、风速下,沙尘的冲蚀对光伏组件输出特性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察光伏组件表面的冲蚀形貌。分析结果表明,光伏组件表面钢化绒面玻璃的冲蚀率随着冲蚀角的增加而增加,并在冲蚀角为90°时达到最大值。通过实验还发现,当冲蚀速度分别为25,30 m/s时,不同冲蚀角下,光伏组件的输出功率比未冲蚀光伏组件的输出功率分别降低了9.82%～16%,15.42%～24.46%,输出功率降低率的平均值分别为13%,19.39%。此外,通过比较发现,当冲蚀角为90°时,光伏组件的输出功率与未冲蚀光伏组件输出功率之间的差值较大,输出功率降低率的最大值为24.46%。     

太阳能光伏组件表面沙尘沉降规律研究

运用Fluent中混合模型对沙粒在光伏组件表面的沉降行为进行模拟计算。分析了不同的风速以及安装倾角时,光伏组件表面沉降规律的变化情况。研究结果表明:风速越大、安装倾角越大,沙尘在组件表面的沉降分层明显;通过公式计算组件表面的沉降量,知道风速不变时,安装倾角的角度越大,沙尘在组件表面的沉降量也越大;安装倾角不变时,当风速越大,沙尘的沉降量却越小,说明安装倾角以及风速是影响光伏组件表面沙尘沉降的两个重要因素。     

沙尘沉降对光伏组件功率输出影响的实验研究

我国西北部是沙尘暴频发区域,光伏组件长期暴露在沙尘环境下,长时间的积尘严重影响了光伏组件的工作效率,导致输出功率降低。光伏组件安装倾角的变化会导致沙尘沉降质量和组件板面温度的变化,进而影响光伏组件的输出功率。通过沙尘沉降对光伏组件功率输出影响的实验研究,得到的结论能够为沙尘环境下太阳能光伏电站的建设和维护提供实验和理论支撑。     

沙漠环境沙尘覆盖下的光伏组件输出特性研究

采取野外测试与实验室测试相结合的方法,对内蒙古库布齐沙漠环境下的光伏组件输出特性进行研究分析。结果显示:自然沙漠环境下,积尘时间和安装倾角对沙尘覆盖下的光伏组件的输出功率均有较大影响。光伏组件暴露在自然环境下10个多月不做人工清洗,其输出功率损耗率最大可达30%;与此同时,实验室的测试结果表明,随着组件表面积尘密度的增加,组件的转换效率呈对数衰减。     

沙漠地区光伏组件表面积沙对输出功率影响的风洞实验研究

采用风洞模拟实验和野外沙漠实验相结合的方法,对比研究了太阳能光伏组件表面积沙对组件输出功率的影响。结果表明:组件在沙漠环境中自然放置2年,组件安装倾角为0°时组件相对发电率达到最低,输出功率降幅最大,其最大值可达到22.4%,倾角为90°时降幅仅为0.98%。风洞模拟实验表明:当风速较低(10 m/s)时,各角度组件输出功率降幅不大(均在5%以下),在倾角为60°时,相对发电率达到最小,其最小值为94.2%;当风速较高(20 m/s)时,各角度组件输出功率降幅较大(平均降幅在5%到10%),倾角为60°时,相对发电率的比值达到最小,为86.5%;实际降低的效率与理论上降低的效率的差值在2%以内。     

灰尘覆盖对光伏组件性能影响的原位实验研究

在西安某地搭建光伏阵列实验平台,对光伏组件的温度、发电功率、太阳辐射强度及环境参数进行实时检测;设计光伏组件表面不同的积灰密度工况,对负载条件下同一时间段内检测的数据进行对比分析,得到积灰密度与光伏组件上层玻璃相对透光率、光伏组件工作温度以及发电功率的耦合关系;另外,通过检测数据发现,由于严重的雾霾天气,8 d的自然积灰就会使光伏组件上层玻璃的相对透光率减小约20%。     

太阳能光伏光热一体化组件的应用特性实验研究

介绍一种将单晶硅太阳电池与铜管水流通道通过特殊工艺粘结起来的光伏光热(PV/T)一体化系统。对该系统进行室外实际运行实验,测试并讨论该系统在晴朗或多云天气下以不同循环水流量、不同恒定水箱水温、不同初始水箱水温运行时的应用特性。结果表明:该PV/T系统的最佳水流量为1.1 m3/h;水箱内水温越高,系统发电效率越低;水箱初始水温越低,热效率和电效率越高。同时,通过对PV/T系统及固定支架式光伏发电(FPV)系统发电量的对比研究得出,PV/T系统比FPV系统日发电量仅少2%~5%。     

积灰对光伏组件发电性能影响的研究

提出了一种评估积灰对光伏组件发电性能影响的有效方法及其数学模型。该方法通过监测光伏发电效率和光伏组件连续积灰的灰尘密度值,建立了输出功率退化数学模型,从理论上说明光伏组件表面积灰对发电效率的影响,为定量研究灰尘影响发电效率提供了理论支撑。搭建了试验平台进行试验研究,验证了输出功率退化数学模型的精度。     

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...     

太阳能光伏光热一体化PV/T组件的实验研究

为提高太阳能的综合利用效率及光伏组件的可靠性,设计并搭建了空气型太阳能光伏光热PV/T组件的实验测试平台,并对常规PV组件和空气型PV/T组件的转化效率进行了实验测试,测试结果表明:以空气为传热介质的PV/T组件在被动循环情况下,组件的板温下降约8℃,比普通PV组件的电效率提高约0.1%,PV/T组件通风后的热效率在25%左右,综合效率最高可达72%。分析结果可为空气型PV/T组件的结构优化和建筑供暖提供参考。     

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。     

积灰对多晶硅光伏组件效率影响的实验研究

以特变电工哈密863实验电站的便利条件为基础,首先应用定量涂刷法对多晶硅组件的上盖板在不同积灰密度下的透光率进行了实验研究,然后以此为基础研究了不同积灰密度下多晶硅光伏组件的最大功率点功率。研究表明,上盖板的透光率和最大功率点功率随积灰量的增加呈下降趋势,同时,积灰量的增加会使组件最大功率点电压有所上升。     

双面光伏组件发电性能影响因素理论与实验研究

基于视角系数模型,理论计算与实验分析双面光伏组件的背面辐照度分布,根据组件背面的辐照度模型和太阳电池等效电路的单二极管模型,采用I-V曲线叠加法计算其微失配损耗;并提出简化反射光谱模型准确计算反射太阳光谱,以光谱失配因子量化反射光谱对双面组件背面发电性能的影响,结合组件背面辐射视角系数模型,建立双面组件背面功率输出的计...     

高辐照度对高效光伏组件性能影响的研究

研究了高辐照度下的光谱辐照度分布及其与太阳电池的匹配性,通过测试辐照前后太阳电池的光电转换效率、外量子效率(EQE)、反射率、栅线形貌,对比分析了高辐照度、超高辐照度与标准辐照度对高效太阳电池性能影响的差异,并通过与光伏组件户外数据关联分析高辐照度对光伏组件性能的影响。研究结果显示：太阳电池在经受高辐照后,短路电流的下降幅度较为明显,而其下降主要是因为栅线氧化及钝化效果变差引起的复合损失;高辐照环境下最优的光伏组件类型建议选择n型双玻半片光伏组件。评估高效光伏组件在不同环境下的性能,有助于保证光伏组件成品性能的稳定可靠。     

光伏太阳能电池板组件火灾危险性研究

以太阳能电池板应用日趋广泛且其火灾时有发生为背景,通过实验分析太阳能电池板火灾发生的原因及其特点。实验以锥形量热仪为平台,分电池板正面朝上(模拟电池板自燃)、反面朝上(模拟电弧故障火灾)两种工况,每种工况进行辐射强度分别为30kW/m2、35kW/m2、40kW/m2的三组实验,多片11.2cm×11.2cm多晶硅太阳能电池板在热辐射下被电火花引燃并持续燃烧状态直至熄灭。通过对实验的数据分析可以得出太阳能电池板的基本燃烧规律。     

北京地区多种光伏组件发电性能对比实验研究

该课题组设计建造了一座光伏试验电站,对单晶硅光伏组件、多晶硅光伏组件、非晶硅光伏组件、铜铟镓硒光伏组件和碲化镉光伏组件进行长期监测,对监测数据进行统计并分析了温度、弱光和湿度对不同光伏组件的影响,设计了阴影遮挡试验和灰尘清洗试验。研究表明,薄膜光伏组件的温度效应优于晶硅光伏组件,其输出功率损失低于晶硅光伏组件;对于晶硅光伏组件由于表面积尘和阴影遮挡而引起的输出功率损失要高于薄膜光伏组件;而弱光和湿度对光伏组件发电性能的影响没有明显差异。通过分析试验电站的监测数据,发现铜铟镓硒光伏组件单位装机容量的发电量最高,其发电量高出多晶硅光伏组件5.72%,而次于铜铟镓硒光伏组件发电能力的是单晶硅光伏组件和多晶硅光伏组件。