不同形式组件自然积灰量及其对发电量影响的研究

以特变电工哈密863实验电站的便利条件为基础,经过7~10月份的自然积灰后,先量取各跟踪形式方阵中组件的积灰密度,再清洗部分组串上的积灰,对比经过清洗和未清洗的组件的并网功率以及不同积灰情形下组串的I-V曲线。结果表明:积灰量与跟踪形式和组件倾角有很大关系;跟踪形式也显著改变了积灰对组件并网功率的影响;积灰条件下,砷化镓聚光组件的发电量下降更加明显。     

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%。     

积灰对光伏组件最佳安装倾角的影响

文章以呼和浩特地区安装倾角为0~90°且变化步长为10°的10块光伏组件为研究对象。分析了光伏面板的积灰量、倾斜面太阳总辐照度、玻璃盖板的透射率以及光伏组件的实际输出功率随安装倾角的变化规律,并提出利用积灰影响度来表征积灰对最佳安装倾角的影响程度。研究结果表明:光伏面板积灰量和光伏组件玻璃盖板透射率随安装倾角的增大而降低;理论、实际最佳安装倾角分别为30,50°;当安装倾角分别为20,50°时,光伏组件的积灰影响度分别为0.975,0.017,即积灰影响度的最大、最小值,积灰影响度能够准确反映积灰对最佳安装倾角的影响程度。     

自然降雨下光伏组件积灰预测方法研究

为了预测光伏组件上的积灰量,以相关气象因素为输入变量,基于最小二乘支持向量机(LSSVM)预测算法,并通过改进粒子群算法(PSO)中惯性因子的衰减方式提高预测算法寻优鲁棒性。在积灰预测模型中考虑当地时空因素,引入强相关的降雨量,并结合光伏组件发电功率衰减率,建立自然降雨清洗下的积灰预测模型。在杭州地区进行测量实验,通过实例计算表明此模型可快速预测统计周期内光伏组件积灰量以及积灰引起功率衰减率,为精准预测光伏发电功率和制定组件清洁频率提供依据。     

表面积灰影响光伏组件泄漏电流与衰减寿命的研究

主要研究发生电位诱导衰减的光伏组件在表面积灰作用下,其泄漏电流和输出功率的变化机理,以Peck方程为基础,建立覆灰光伏组件模型;利用实验室模拟现场环境,从泄漏电流、活化能指数Ea和最大功率点功率3个角度分析灰尘积累的影响。实验结果表明:表面覆灰与环境湿度的共同作用会大大增加组件泄漏电流、减小使用寿命;利用灰尘密度和泄漏电流的近似线性关系,推导出覆灰与洁净组件的功率衰减相关系数λ,可用来准确预测覆灰组件的功率衰减;提出的覆灰模型对光伏组件实际泄漏电流和功率衰减特性具有较好的拟合效果。     

基于模糊控制的光伏MPPT算法改进

基于模糊控制算法提出一种改进的最大功率点跟踪(MPPT)算法。观察光伏(PV)组件的功率-电压(P-V)特征曲线,在同一温度下,不同光照情况下的最大功率点近似在一条曲线上。通过对不同环境条件下的最大功率点进行拟合,由光伏组件的输出功率和环境温度可以得到一个用于模糊控制器输入的电压值。由于拟合曲线不一定精确,单独使用模糊控制追踪最大功率点存在误差。针对上述问题,在使用模糊控制使光伏组件的输出功率稳定在最大功率点附近后,再使用电导增量法(INC)追踪并稳定在最大功率点。通过Matlab仿真和硬件实验,验证改进算法的可行性。     

光伏电站不均匀积灰检测及优化控制

针对光伏阵列积灰问题,研究光伏阵列不均匀积灰故障以及故障后的优化控制策略。通过灰色模型预测下一时刻光伏阵列输出功率,并与实际阵列输出功率相比,进而判断阵列积灰状况并与软性阴影进行区分。使用基于遗传算法的最大功率点跟踪技术对不均匀积灰下的光伏阵列进行优化控制,减小系统功率损失。通过仿真和实验证明理论的正确性和实用性。     

不同地面背景对双面光伏组件发电性能的影响

以双面光伏组件为研究对象,通过理论计算和实验研究的方法,对双面组件在不同地面背景下的发电性能进行理论分析与实验验证。研究结果表明:双面组件的功率增益随地面背景的反射率增大而增大,随辐照度增加而降低,双面组件在反射率最大的铝箔地面与反射率最小的草坪地面的最大功率增益分别为25.30%和8.24%。     

一种环境变化下的高效率光伏组件最大功率点跟踪方法

为实现在环境变化下光伏组件高功率发电的目的,提出一种环境变化下的高效率光伏组件最大功率点跟踪方法。基于Lambert W函数实现光伏组件最大功率点提取,利用光强电压阈值设定法达到环境变化的自动识别,实现环境变化下光伏组件最大功率点跟踪目的。仿真及实验表明,该方法可在环境变化中有效跟踪光伏组件最大功率点,与扰动观察相比,发电效率提高了8.2%。     

太阳电池积灰对其发电性能影响的研究

以太阳电池为研究对象,通过Matlab建立数学模型,对太阳电池的输出特性进行仿真研究。然后通过天津地区实际的太阳电池进行测试实验,建立太阳电池输出功率与积灰密度关系的数学模型。研究结果表明:随太阳电池表面积灰密度的增加,太阳电池的输出功率相应的减少,且得到在一定条件下(辐照度为1000 W/m2、温度为25℃),太阳电池输出功率与积灰密度的数学公式。最后通过数据分析得出天津地区太阳电池积灰会造成光伏组件年均降低发电效率约为6%。     

太阳电池最大功率点参数求解方法研究

针对太阳电池最大功率点参数求解问题,首先基于太阳电池理想电路模型得出理想最大功率点参数求解公式,再结合一般电路模型进而推导出精确的最大功率点参数求解公式。然后,引入标准测试条件下的最大功率点电压和最大功率点电流,进而得出最大功率点参数的近似线性估算公式。基于多晶硅、单晶硅和非晶硅的5种太阳电池求解仿真实验验证该文求解方法的有效性,相对误差能满足实际应用需求。     

清洗参数对光伏组件表面压力影响的实验研究

为探究清洗参数对光伏组件表面压力及安全性的影响,搭建了水射流清洗光伏组件积灰实验台。通过实验研究了不同射流压力、清洗靶距及水射流入射角度下光伏组件表面压力的分布规律,并对清洗后光伏组件的安全性进行了定性分析。实验结果表明：在不同射流压力和清洗靶距下,光伏组件表面压力的分布趋势均呈“W”型,均存在2个压力“塌陷”区,且随光伏组件表面压力的增加,“W”型逐渐清晰;不同水射流入射角度下,光伏组件表面压力的分布并无明确规律;实验所选用的清洗参数不会对光伏组件的安全性产生影响。研究结果可为光伏电站在不同清洗环境下清洗参数的选择提供理论参考。     

局部阴影条件下光伏组件性能实验研究

局部阴影遮挡严重影响光伏组件的输出特性,通过光伏组件的变比例遮挡以及特定比例下变化遮挡部位的方式对上述问题开展实验研究。研究表明:光伏组件受到阴影遮挡的比例越大,输出特性越差,10%为遮挡比例的转折点,超过之后特性曲线下降斜率陡增,当组件被遮挡20%以上时,最大输出功率Pm接近于零,特性曲线已不完整。分析10%遮挡面积下不同遮挡方式对输出特性和发电量的影响,光伏组件的Pm随单体电池被遮挡比例的增加而减小,给出不同遮挡方式下组件的功率损失。     

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。     

光伏组件表面积灰对其发电性能的影响

利用计算机模拟的方法对有灰尘沉积的光伏组件输出性能进行研究,采用MATLAB／SIMULINK模拟灰尘沉积对光伏组件输出性能的影响,得到不同灰尘沉积情况下的光伏组件的输出特性曲线,由特性曲线可以看出,随着灰尘沉积的增多,最大功率点功率下降明显。在理论研究的基础上,搭建实验平台进行实验研究,结果证明仿真结果是有效可信的。     

基于温度系数试验的光伏组件性能评估

基于IEC 61215标准温度系数试验并扩展进行系列研究,比较不同类型光伏组件的温度特性,并对不同辐照度下温度对组件性能的影响程度进行研究,以及常规温度系数测试方法不确定度的分析。结果表明:单晶硅组件和多晶硅组件温度敏感性相似,非晶硅薄膜组件高温下发电性能较晶硅组件好,且温度敏感性较晶体硅组件低;不同辐照度下温度对组件输出特性的影响不同,随辐照度的增加,温度对组件开路电压和峰值功率的影响逐渐减弱呈阶梯形,低辐照下温度对组件性能影响更大;此外,常规温度系数测试中热电偶粘贴位置的不同对测试结果有一定影响,组件在横放进行降温法测试时,远离接线盒端下方测得的温度系数值较接近组件平均温度系数值。     

污秽颗粒在太阳能光伏组件表面的沉积机理及组件积灰特性数值模拟

基于颗粒力学行为及表面能对其沉积影响的分析,探究了颗粒沉积机理并提出了其沉积条件;建立了光伏组件积灰数值模型,通过相同条件下试验与模拟结果的对比验证了该模拟方法的合理性。在此基础上,模拟分析了粒径、风速和安装倾角对组件表面积灰量的影响。结果表明：相同条件下,10μm颗粒的积灰量最大,且当安装倾角大于30°时,积灰量与粒径呈负相关变化;粒径为30μm时,积灰量随安装倾角的增大近似呈线性减少,且当安装倾角由15°增大至60°时,可使风速为7 m/s时的积灰量减少约2.3 g/m²,其降低率约为52.4%;随着风速的增大,积灰量近似呈“V”形变化;污秽粒径不大于30μm且年平均风速约3 m/s的地区可能更适合建设光伏电站,且适当增大安装倾角有助于降低积灰量。     

建筑屋面的太阳能综合开发研究及工程应用

城市建筑屋面是太阳能开发的重要载体之一,本文研究了屋面光伏复合屋面绿化植物的太阳能开发技术,按照城市电网能耗特性设计,确定光伏组件倾角和最大功率,根据光伏组件下复合植物光合作用的光饱和度确定光伏组件的最小透光率,提高太阳能综合利用率。通过工程实际应用,实现太阳能的高效利用和改善城市生态环境的社会经济效益。     

基于并联光伏组件外特性的最大功率点跟踪方法

当阴影条件变化时,并联光伏组件的全局最大功率点(MPP)会随之改变.为了实现太阳能发电最大化,要求最大功率点跟踪(MPPT)方法始终能实时而准确地锁定住并联光伏组件的全局MPP.不同阴影条件下并联光伏组件会呈现不同的外特性特征,如多阶梯的电流电压特性以及多峰值的功率电压特性.基于此现象,该文提出一种基于并联光伏组件外特...     

基于Lambert W函数的太阳电池组件参数提取及优化

为解决太阳电池组件模型精度和参数获取之间的矛盾,提出一种基于Lambert W函数的太阳电池组件参数确定及优化算法。利用Lambert W函数推导出太阳电池组件各参量的解析式,并结合太阳电池组件电压功率模型的最大功率点优化算法提高参量精度。实验表明,该方法不仅可精确获取太阳电池组件各参数值,且可使最大功率点的精度提高到1%以内。