多曲面槽式聚光光伏发电组件光学性能研究

根据多曲面槽式聚光器的聚光性能,提出一种新的应用于光伏发电系统的聚光器结构设计方法,建立详细完整的三维模型,采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的光学性能进行仿真计算研究。通过追迹模拟,直观地再现了聚焦光线的分布、焦斑宽度,并对其几何光学效率、聚焦中心偏移量随入射偏角的变化关系进行了计算和分析。结果表明,当入射偏角不大于2.8°时,此聚光系统的几何光学效率为99.81%,聚焦中心偏移量随入射偏角呈线性变化。所建立的模型可为聚光光伏发电系统的光学效率研究提供参考。     

聚光太阳电池户外测试

基于自主搭建的CPV(聚光光伏)户外测试系统,分析500倍聚光条件下,GaAs多结太阳电池的输出特性,寻求改善电池效率的途径,为聚光系统提供方案。通过实验得出:菲涅尔透镜与电池的距离略小于焦距时,电池的效率最高;若引入二级聚光元件,可以提高聚光电池的效率和功率输出,尤其是在出现系统跟踪偏差时更明显;再者优化散热器散热设计也可以提高电池的效率和功率输出。     

美国Semprius公司的微型聚光太阳电池

最近,美国能源部的国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)证实Semprius 公司的三结砷化镓太阳电池在聚光比1 000下的转换率高于41％,据称这是这种聚光比下的最高效率.Semprius公司目前正在开发低成本、高性能聚光光伏组件,这样才能使光伏发电在阳光充足和干燥的气候中更具经济性.公司独特的微转移印刷技术使CPV组件具有高性能、高可靠性和低成本,并能方便地进行大规模生产.Semprius的专利微转移印刷技术可使用一大批非常小的砷化镓多结太阳电池制作CPV组件.由于聚光率高,组件的成本被最大程度地降低.使用廉价的光学器件将1 000个太阳集中到高效太阳电池上面,而太阳电池只占据组件面积的0.1％.     

槽式太阳能热发电聚光集热器性能计算

在已有模型的基础上,重新选择实验关联式,建立了计算模型.求解后,将计算结果与实验结果比较,证明该模型优于原有模型.使用该模型计算了不同辐射强度、工质入口温度、流量下的效率与出口温度,通过对这些数据的分析和整理,采用非线性Nelder Mead算法进行拟合,得出了以辐射强度、工质入口温度、流量为变量的LS-2型集热器效率和工质出口温度的多变量关系式.该关系式对设定实验参数及进一步提高聚光集热器性能具有指导意义.     

聚光光伏发电技术研究与展望

太阳能光伏发电技术近年来发展迅速,但较高的发电成本制约了其大规模的发展。聚光光伏发电技术以其高转换效率,低成本等优势在光伏发电系统中倍受瞩目。文章介绍了聚光光伏系统的构成,以及国际上主要研究聚光光伏技术的公司和研究机构的技术水平、最新的研究成果及其产品,分析了聚光光伏技术的发展目标和应用前景。     

不同聚光倍数下太阳电池的特性及仿真

聚光太阳系统的转换效率较高主要原因为该系统是将聚光器与多结太阳电池进行组合所得。主要以单个二极管模型的等效电路为依据,通过建立三结聚光叠层太阳电池的数学模型,对不同聚光倍数下(200~1 000X)太阳电池的电学特性进行研究,并将实测值与理论值进行比较。结果表明,当聚光比增大时其短路电流、开路电压和电池功率均会增加,而电池效率则出现先升高后下降的趋势。经比较得到,理论值均大于所得实测值,且当聚光比增大时计算误差也会随之增大,但计算误差的最大值均小于7.5%。     

低倍聚光太阳电池组件设计

针对低倍聚光光伏系统的特点,对系统中太阳电池组件的基本结构,如太阳电池的连接方式、旁通二极管的布置、组件散热装置的设置等进行了阐述。对聚光光伏组件主要材料如玻璃、EVA、互连焊带等的选择进行了介绍与分析。     

多镜面聚光型太阳能光伏系统研究

能源是推动社会发展的重要物质基础。随着当前社会物质资源消耗日益加剧，人们都在寻找一种更为高效、清洁、可持续的资源来满足当前社会对能源的需求。太阳能是当前新兴能源技术最为成熟的应用领域，本文以多面镜型太阳能光伏系统为例，对太阳能光伏系统展开研究分析。     

聚光时提高太阳电池效率的实验研究

为了能够更有效地提高聚光条件下太阳电池的转换效率,在重力热管和温差发电模块的基础上,建立了一种通过利用热管的高效传热性能和良好的均温性导出电池板的热量,同时利用温差发电模块将太阳电池板的余热转化为电能的新型太阳电池冷却系统,并且分别对三种不同冷却方式下三接面砷化镓电池板的性能进行了实验研究。实验结果表明,与"热管"冷却技术、不冷却技术相比,"热管+温差发电"冷却技术综合利用了光伏与光热发电技术,有效地降低了太阳电池的温度,较好地提高了电池板转换效率,并且使电池板的转换效率高达32%。     

双面光伏反射聚光发电装置的研究

在分析了平面镜反射聚光对双面光伏发电组件性能影响的基础上,依据反射光线强度随平面镜安装高度h的变化规律,设计了双平面镜聚光发电装置。该装置可以同时实现对太阳方位角和高度角的实时跟踪。根据太阳电池四参数模型和发电装置设计参数,建立了太阳电池发电的Simulink仿真模型。仿真计算表明,双面镜反射后背面发电系数是正面的1.26倍,当背面发电面积为正面的80%以上时,可实现组件发电量倍增。实验测量值与仿真结果基本吻合。     

聚光光伏-光热综合利用系统性能分析

针对光伏电池发电过程中光电效率低、太阳光得不到充分利用以及光伏电池聚光的问题,西安交通大学设计并搭建了一种聚光光伏-光热综合利用系统,采用复合抛物面聚光器对太阳光进行聚光,采用低成本的二维跟踪系统进行太阳跟踪,设计双层流体通道对光伏电池进行吸热、散热,利用水工质带走红外光产生的热量以及电池产生的废热,通过水工质进口流量的调节,协调电效率和热效率,从而实现高效太阳光热电联用。在所搭建系统上建立了系统评价体系,通过数值模拟对系统性能进行了分析研究。     

太阳能光伏电池缺陷检测

太阳能是一种极具吸引力的替代电力能源,太阳能光伏电池是太阳能发电系统的基础。太阳能光伏电池中的各类缺陷严重影响光伏电池的光电转化效率和使用寿命。为有效地检测出这些缺陷,提出了一种基于块数据删除模型的缺陷检测方法。首先,对太阳能光伏电池图像进行傅里叶变换去除母线并调节亮度和对比度,然后将图像分块,通过块数据删除模型找出去除母线后的图像中所有的异常块,并将这些异常块全部剔除,利用余下的图像块通过非线性回归模型重建图像的背景。最后,用待检图像与得到的背景图像作差以突出缺陷区域,达到缺陷检测的目的。实验结果表明,所提出的方法能够有效地检测出太阳能光伏电池中多种类型的缺陷,如隐裂、断栅和碎片等。用该方法对313幅太阳能光伏电池图像进行实验,其中158幅无缺陷图像均未检测出缺陷,而另外155幅含有隐裂、断栅等缺陷的图像,仅有5幅出现误检,缺陷检测率达96.77%。     

太阳电池光伏光热一体化系统的性能研究

为了提高太阳能的综合利用效率,同时获取电能和热能,将铜管换热器加装在太阳电池板背,构成太阳电池光伏光热(PV/T)一体化系统。采取对比实验法在呼和浩特地区对太阳电池板进行光伏光热性能测试。实验结果表明,在相同的太阳辐照度和环境温度条件下,装有铜管换热器的单块太阳电池的输出功率比普通单块太阳电池实际输出功率提高近17%。     

光伏窗太阳能发电量的数值分析

利用实验数据验证了内嵌于建筑能量与环境综合模拟软件ESP-r的光伏窗太阳能发电的数学模型,利用验证过的数学模型,以办公建筑为研究对象,将中国几个不同纬度、不同太阳辐射强度的城市气候数据作为气候文件,对不同朝向光伏外窗的太阳能发电进行了数值模拟,得到了太阳能发电量与光伏窗朝向、季节、建筑所处纬度之间的关系.     

太阳能光伏/温差复合发电系统效率分析

介绍了分频型和联合型集成太阳能光伏发电和温差发电的复合系统的原理,分别建立了聚光光伏和温差发电系统的数学模型,对不同聚光比和换热系数下的发电系统效率进行了计算和比较.结果表明:分频型复合发电系统效率优于联合型复合发电系统.随着聚光比增大,在冷却良好条件下分频型复合发电系统总效率随之增大,而联合型复合发电系统的总效率随聚光比增大而降低;同时换热系数越高,发电系统的性能越好,但存在一限值.     

基于并网太阳能光伏/电池系统的无线网络低功耗供电策略

为了实现能耗精确估计,充分考虑用户位置信息应用,提出了一种基于并网太阳能光伏/电池系统的无线网络供电低功耗策略。首先为了保证供电服务的连续性,建立了一种并网太阳能光伏/电池系统。然后考虑到太阳强度和交通量的间歇性行为,分析了基站发射功率、系统带宽对系统性能指标的影响,评估无线网络的吞吐量、能量效率和频谱效率性能。进一步提出了一种启发式的负载均衡算法和资源块分配技术,通过对太阳能能源的优化利用,最大限度地提高了系统的效率和能效。仿真结果表明,所提并网太阳能光伏/电池系统可以显著降低供电能耗,发电效率高达54.8%,并通过有效的可再生能源收集模型确保显著的能源可持续性。     

太阳能光伏直流冰箱系统的实验研究

以24 V太阳能光伏直流冰箱系统为研究对象,对其进行了实验研究与分析。系统以太阳能为唯一动力源,采用直流压缩机,并配备蓄电池。利用USB数据采集装置采集了直流冰箱系统在运行过程中系统各部件的电压、电流以及冰箱内部温度等数据信息。实验结果表明:该直流冰箱系统能够正常运行,空载稳态运行时冰箱运转率约为48.8%,平均功耗约为28.8 W。加入0.5 kg纯水作为蓄冷负载之后,冰箱的稳态运转率约为40.1%,有效地提高了冰箱的性能。     

Ⅲ-Ⅴ化合物半导体太阳电池的最新研究进展

介绍了晶格失配和反向生长等新技术及量子阱等新材料在Ⅲ-Ⅴ化合物半导体太阳电池方面的研究进展,探讨了相关的技术发展概况和技术难点,并就未来的发展趋势进行了展望.     

太阳能光伏阵列模拟器综述

太阳能光伏并网发电的广泛应用使得光伏并网逆变器的研究成为热点,而太阳能光伏阵列模拟器的研制解决了光伏并网逆变器调试过程中的模拟输入问题,大大缩短了光伏并网逆变器的研制周期并降低了成本。太阳能光伏阵列模拟器主要由整流电路、功率电路和控制电路三个部分组成,在对以上三部分电路进行归纳、分类和总结的基础上,结合现有太阳能光伏阵列模拟器的研究和产品,分别从不同模拟技术的工作原理、实现方法、性能指标等多个方面进行分析,为太阳能光伏阵列模拟器的研制和产品化提供参考。