硅电池辐照计非线性模型与散射模型的修订

文章针对高、低太阳辐照度情况下,硅电池辐照计测量数据失真,以及太阳散射辐照度计算模型中水平面与倾斜面太阳辐照度比值系数较为单一,不能满足多种天气情况下太阳散射辐照度的测量需求,提出了电压与非线性太阳辐照度计算模型的修订方法,以及适应多种天气情况的太阳散射辐照度修正系数的修订方法。实验结果表明,对于修订后的非线性太阳辐照度计算模型以及太阳散射辐照度修正系数得到的实验数据,其中,80%的实验数据的误差在±10%之间,因此,文章的模型和修正系数均比较合理,可适应多种天气情况,并提高了硅电池辐照计测量结果的可靠性。     

反射式线性菲涅尔集热器性能的实验研究与模拟分析

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲涅尔集热器出口参数的控制提供依据。实验数据验证了模型的有效性,模拟结果显示,质量流量对工质出口参数影响最大;镜场宽度和辐照度对集热效率的影响最为显著;菲涅尔集热器的热效率可达68%。     

基于EMD-TCN的多能供热系统太阳辐照度预测模型

针对太阳辐照度的非平稳性和非线性影响多能供热系统运行效率和可靠性问题,该文提出一种基于经验模态分解（EMD）和时间卷积网络（TCN）的太阳辐照度混合预测模型EMD-TCN,更精准地从气象数据中提取太阳辐照度非线性和非平稳的隐含特征,获得更佳的预测精度。该研究利用逐时气象数据对所提出的EMD-TCN模型进行不同时间尺度的太阳辐照度预测实验,并与4种主流深度学习预测算法进行对比分析,结果表明该太阳辐照度预测模型具有更高的预测精度和泛化能力。     

利用蝙蝠算法优化SVR的太阳辐照度预测方法研究

为了提高太阳辐照度的预测精度,提出一种利用蝙蝠算法(BA)优化支持向量回归(SVR)的太阳辐照度预测方法。首先,确定SVR预测器的基本结构,选取环境温度、云量、风速、风向、环境湿度以及年积日等与太阳辐照度关系较为紧密的气象监测数据,构成SVR的输入特征向量,将待预测时段小时平均太阳辐照度作为SVR的输出;然后,以预测精度为判断依据,利用蝙蝠算法对SVR的惩罚因子和RBF核函数方差进行寻优;最后,利用最优参数建立SVR预测模型,并对太阳辐照度进行预测。分析结果表明,相比于无参数优化SVR预测模型和利用粒子群算法优化SVR模型的太阳辐照度预测方法,文章所提出的预测方法具有更高的预测精度。     

基于GA-GRU神经网络的光伏MPPT算法

针对外界环境因素快速变化时，光伏发电系统难以保持在最大功率点输出的问题，提出遗传算法与GRU神经网络相结合的最大功率跟踪算法（GA-GRU-MPPT）。该算法在构建的最大功率点预测模型基础上，采用遗传算法对GRU神经网络的参数进行优化。考虑到数据的关联性，将前一时刻的太阳电池温度、太阳辐照度、最大功率点电压及当前时刻的太阳电池温度和太阳辐照度作为预测模型的输入变量，输出为当前时刻的最大功率点电压。针对3种不同气候情形的仿真结果表明，该算法跟踪精度可达99%，能显著提高光伏系统的能量转换效率。     

被动式太阳房供暖实验研究

通过对新建被动式太阳房及相同结构的对比房室内温度及室外温度、太阳辐照度等参数的监测,研究了寒冷季节室内温度随室外气象条件以及太阳辐照度的变化情况。通过分析发现,在室内无热源及辅助热源条件下,太阳房室内平均空气温度比对比房室内平均空气温度高7.2℃,最高温差达18.3℃,最低温差0.3℃。通过对太阳房供暖节能率ESF分析计算得出太阳房供暖保证率较高,证明了在此建立被动式太阳房建筑的可行性和经济性。     

瞬态太阳模拟器光源辐照度确定的不确定度评估

瞬态太阳模拟器是测量光伏组件电性能参数的重要设备,它通过模拟AM1.5太阳光谱实现对光伏组件电性能的测量,其辐照度确定的不确定度很大程度上决定了光伏组件性能测量结果的准确性。介绍了一种确定瞬态太阳模拟器光源辐照度的方法,并对该结果的不确定度进行了评估。     

风冷太阳能双级水喷射制冷空调系统性能分析

对额定制冷量为12.3 kW的风冷太阳能双级水喷射制冷空调系统进行了变工况性能分析。该系统的制冷量随室内温度升高而增大,随环境温度升高而减小,随太阳辐照度增强而增大;COP的变化与制冷量的变化类似,所不同的是COP随着太阳辐照度的增强先迅速增大,当太阳辐照度增大到一定程度后,COP基本保持稳定。在室内温度不低于27℃,室外温度不高于38℃,太阳辐照度不低于500 W/m2的条件下,系统的制冷量为7.7~32 kW,COP为0.082~0.107。     

基于GRU-RF模型的太阳辐照度短时预测

针对现有太阳辐照度短期预测方法的建模复杂、准确度低等问题,提出一种基于深度学习的GRU-RF动态权值组合预测方法。大气因素与太阳辐照度数据融合,将运算速度较快且模型复杂度较低的随机森林（RF）模型与带有时序记忆的门控循环单元（GRU）神经网络进行动态权值的加权集成,分别将地表接收到的太阳辐照度、近地层气温、相对湿度、近地层风速和相对气压等变化特征进行预测研究。通过几种模型对比分析,结果表明使用GRU-RF模型预测短时（9 h）太阳辐照度结果较好,运行速度较快,在不同时间间隔（5、10以及15 min）下能够很好地预测太阳辐照度数据。     

一种槽式太阳能空气集热器热性能的试验研究

为了研究日光温室用槽式太阳能空气集热器的热性能,基于TracePro光学模拟软件设计了一种槽式太阳能空气集热器,对其进行试验研究,分析了不同因素对集热性能的影响规律。实验结果表明,管中空气流速的变化对集热器集热效率和集热量的影响规律是相同的,在不同的流速下,存在最佳空气流速约为4.4 m/s,使得集热器的集热量和集热效率最大,集热量达到373.2 W,集热效率约为25%,此时集热性能最好。对于不同太阳辐照度,正午时刻之前,太阳辐照度越大,集热器的集热效率越大,正午时刻之后,集热器的集热效率基本保持不变,15:40之后集热器集热效率逐渐减小。当太阳辐照度和管中流速相同时,室外温度越高,集热器集热效率越大,集热性能越好。集热管中空气温度沿着集热管出口方向不断增大,太阳辐照度越大,集热管相同位置空气温度越高。该研究结果可为此种槽式太阳能空气集热器在日光温室的应用中提供参考。     

基于TiN-EG纳米流体的直接吸收式太阳集热系统性能实验研究

采用两步法制备稳定性较好的TiN-EG纳米流体。对该流体进行辐射特性实验研究,测量纳米流体的半球透射率及反射率,计算得出其吸收率参数,并计算纳米流体对太阳辐射的吸收率。进行光学性能分析后,筛选出合适质量分数的纳米流体,通过自搭建的直接吸收式太阳集热系统,分流量对其性能进行验证,加入菲涅耳透镜聚光使流体出口温度达到中温水平。结果表明,太阳辐照度是系统温升直接影响因素,温度变化响应时间短;且太阳辐照度变化不大时,流体出口温升随着流量的降低而大幅攀升。同时系统连续运行5 h无异常,说明系统的稳定性及数据之可靠性。     

真空管直膨式太阳能热泵系统性能分析

该文将真空管集热器与直膨式太阳能热泵结合,提出一种真空管直膨式太阳能热泵系统。实验研究典型工况下太阳辐照度、循环水温度对系统性能的影响,并探讨压缩机变频条件下系统的动态性能。结果表明,提高太阳辐照度、降低循环水温度有利于提高系统性能,在太阳辐照度为850 W/m2,循环水温度为55℃时系统取得最大COP,为5.36。压缩机频率为42 Hz的系统COP为4.08,较45、47、50 Hz分别提高1.23%、8.5%、13.6%。     

太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统实验研究

利用实验的方法,研究了太阳辐照度、外界气温和风速、初始水温、蒸发器出口温度和压力等对太阳能辅助二氧化碳热泵热水系统运行状况和COP的影响。实验结果表明,系统COP随初始水温的升高而增大;太阳辐照度、外界温度和风速对热泵系统性能的影响主要体现在对系统循环水温的影响;在一定范围内,蒸发压力和蒸发温度越高,热泵系统的COP越大。     

双面光伏组件建模及发电性能研究

针对双面光伏组件建立一种耦合模型,可用于模拟双面光伏组件在实际运行过程中的输出特性。采用视角系数法建立便于模拟背面辐照度的二维辐照度模型,提出一种简化计算方法来求解七参数电学模型,并根据能量守恒的非稳态热学模型来估计电池温度。之后通过输入参数的传递,对耦合模型进行求解,并通过实验数据验证模型的准确性。结果表明：辐照度模型可对不同天气条件下双面光伏组件辐照度进行模拟,晴天时更准确,均方根误差仅为6.9%;采用简化方法求解的七参数电学模型,求解结果与实测值较吻合,在最大功率处的功率偏差仅为0.4 W;所建立的耦合模型可对双面光伏组件单日输出功率及年度发电性能进行评估,模拟结果与实测数据吻合较好。     

含石蜡层玻璃幕墙动态传热特性实验

基于搭建的含石蜡层玻璃幕墙传热实验装置,在大庆地区室外环境开展幕墙填充石蜡前后及在不同熔点石蜡等条件下幕墙动态传热实验,获得秋季和初冬季节典型天气下幕墙填充石蜡前后夹层温度、房内温度动态变化规律。实验结果表明:太阳的辐照度对环境温度升降有明显的促进作用;幕墙夹层填充石蜡使其温度显著降低,太阳辐照度越高,其降温效果越明显,而实验房内夜间温度升高、日间温度降低,使房内热舒适性明显改善。     

1 kW晶体硅光伏方阵户外测试系统

介绍了一种实用的1 kW晶体硅光伏方阵户外测试系统。该系统采用T1公司TMS320LFx系列的新成员TMS320LF2407A作为控制器，实现对光伏方阵Uoc、Isc、Pm、Um、Im、FF等参数的自动测试，记录太阳辐照度以及环境温度，并且将其实测结果外推到标准条件。该系统采用内置T6963C的图形液晶显示模块来显示光伏方阵的I-U，曲线以及光伏方阵的电气参数。     

平流层飞艇能源系统建模与小信号稳定性分析

针对平流层飞艇能源系统,建立能反映该系统特性的小信号模型,特别是加入了推进用直流无刷电机,该模型能够描述能源系统各部分之间的输入输出关系和电源控制器的输出动态特性。另外,基于小信号模型和相应的线性化仿真结果,采用特征值法分析太阳辐照度、太阳电池工作温度、电源控制系统参数、电机转矩系数和电机控制系统参数等一些关键参数对能源系统小干扰稳定性的影响。该小信号模型的建立和分析结果为平流层飞艇能源系统的参数优化设计和稳定性分析提供了重要的参考依据。     

基于光纤束的高辐照度太阳模拟器

高辐照度太阳模拟器是太阳能高温试验研究中的关键设备。传统的太阳模拟器光源阵列采用固定式环状排列结构,只能沿光轴方向投射出平面光斑。该文研究玻璃光纤为传输辐射的介质,开发出一种灵活的高辐照度太阳模拟器,并通过通量映射方法对太阳模拟器的辐照性能进行验证。实验结果表明该太阳模拟器可通过改变光纤束的布置方式在2D和3D空间中得到不同的辐照度分布。     

太阳位置算法的计算误差对辐射预测的影响

以往太阳辐射预测计算的研究多采用柯伯方程等误差较大的公式,往往忽略了太阳方位参数计算误差对辐射预测计算模型的影响。忽略其他因素影响,仅计算不同太阳方位参数误差所对应的太阳辐照度,计算结果与天文年历标准值的计算结果进行对比,发现太阳方位参数的误差不仅对太阳辐照度计算造成7%以上的误差（时角大于70°时）,而且在日出和日落之间临界点时也会产生极大的数值计算误差。针对以上问题,本文提出了引入儒略日为时间变量和采用大数据量最小二乘法拟合改进的数值模拟法,在保持计算公式简易的同时,显著降低了临界点的计算误差,而且辐射计算结果的相对误差小于0.2%。     

基于模糊聚类的光伏组件功率输出模型研究

摘要： 在光伏组件工程用功率输出模型的基础上提出了一种改进模型。基于模糊聚类方法将多晶硅组件户外测试数据、环境参数以天为单位聚类,聚类结果为晴天、多云、阴天、雨天、多云转阴和多云转雨。再由每一类聚类结果依次分析组件输出功率与组件温度以及太阳辐照度之间关系,最后验证了该模型的准确性。