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。     

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...     

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%。     

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。     

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。     

光伏组件选型对光伏系统发电量的影响

深入研究了不同种类光伏组件在不同天气条件下的发电特性以及相同种类不同厂家光伏组件的发电特性。实验结果表明不同种类太阳电池在不同季节的发电特性存在明显差异。晶体硅和CIGS(铜铟镓硒)电池冬季发电量明显高于硅薄膜电池,最多可多发电10%左右;随时间推移,三者之间的差异先逐渐减小后增加,到夏季硅薄膜反超多晶硅和CIGS,最多可多发电20%左右。同时,结合光辐照度、温度、湿度等天气资料,测试结果表明:晶体硅和CIGS更适合辐照量高、温度低、湿度小的中国北部地区;硅薄膜在辐照度不高、温度高、湿度大的中国南部大部分地区具有更高发电量。     

沙漠沙尘粒径对太阳能光伏组件性能影响的实验研究

通过选用不同粒径的沙漠沙尘颗粒沉积于太阳能光伏组件表面,对太阳能光伏组件的背板温度变化及输出特性进行实验研究。结果表明:随着沉积在光伏组件表面的沙尘粒径(0.05～0.3 mm)变化,组件的开路电压变化较小,其最大差值为0.25 V,变化幅度约1.2%;对短路电流和输出功率有较大影响,短路电流的最大差值大约为13%,输出功率的最大差值约为17%。     

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...     

一种中空玻璃光伏组件的性能研究

研究了中空玻璃光伏组件的传热机理及在广州气候环境条件下的温度分布和发电性能。通过对一组中空玻璃光伏组件的长期监测,得到了该中空式光伏组件电性能与温度和辐照强度之间的关系,最后分析总结了中空光伏组件在使用过程中自爆的各种可能原因,并提出几点防范措施。     

光伏封装材料对组件性能的影响分析

通过光伏组件不同封装材料和封装方式的常规测试及老化测试对比．讨论了不同材料和不同封装方式对光伏组件性能的影响差异，重点分析了PIB封装密封材料在组件封装中的作用及其对组件的影响。     

透明隔热膜对改善光伏组件温度和发电效率的研究

针对太阳光中的近红外光导致光伏组件温升,进而影响光伏组件发电效率的问题,开展了透明隔热膜在降低组件温度并提高发电效率方面的研究。首先,纳米氧化锡锑(ATO)透明隔热膜具有反射红外光,透射可见光的特点。基于此特点,在实验室将自制的纳米ATO隔热涂料涂布在光伏组件专用玻璃上,在分光光度计下检测样品的可见光、近红外光透过率;其次,分别在太阳能模拟器、室外日光下测试隔热性能以及光伏组件的功率特性。实验测试结果表明:实验室自制的纳米ATO透明隔热膜可有效降低光伏组件的工作温度,从而提高其发电效率和使用寿命。     

冬季覆冰对光伏组件输出特性影响的实验研究

针对光伏组件冬季覆冰而导致其输出特性受到影响的问题,通过搭建单相闭环光伏发电实验平台,并基于12月份乌鲁木齐冬季室外环境,研究覆冰面积、覆冰厚度及覆冰倾角的改变对光伏组件输出功率及功率损耗率的影响规律.实验结果表明,当覆冰面积逐渐增加,光伏组件输出功率下降愈来愈迅速,填充因子增大,功率损耗率升高;随着覆冰厚度的逐步增大...     

不同因素对各类型晶体硅光伏组件温度系数的影响研究

以7种不同类型的晶体硅光伏组件作为研究对象,通过温度系数测量实验,针对光伏组件老化、太阳电池技术、太阳电池尺寸、光伏组件类型等因素对晶体硅光伏组件温度系数的影响进行了分析研究。首先研究了常规老化多晶硅光伏组件的温度系数,然后探讨了双面单晶硅光伏组件温度系数测试方法的具体要求,最后对比分析了采用不同太阳电池技术和尺寸封装的不同类型单晶硅光伏组件的温度系数。研究结果表明：1)在光伏电站现场使用过的常规老化多晶硅光伏组件的温度系数依然保持稳定;2)使用门框内表面为黑色的瞬态太阳光模拟器对双面单晶硅光伏组件进行温度系数测试时,可以不必对光伏组件背部进行遮挡;3)并串结构的半片单晶硅光伏组件的温度系数与太阳电池尺寸、单面或双面发电无直接关系;4)PERC、TOPCon单晶硅光伏组件的温度系数虽然存在一定的差异,但总体来看差异不大。     

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。     

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。     

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。     

串并联太阳能电池弧形光伏组件的发电性能研究

将弧形光伏组件安装在建筑和汽车上获取电能,已受到人们越来越多的关注。为获得更高的输出功率,有必要研究由互连太阳能电池组成的、电流不匹配的弧形光伏组件的特性。研究重点关注由串并联太阳能电池组成的弧形光伏组件的发电性能,设计了不同曲率的非平面微型光伏模块,并通过测量获取光伏模块的参数。与平面光伏模块相比,弧形光伏模块的发电量较小。此外,利用二极管模型分析了光伏模块的特性,说明并联比串联功率高的原因。最后研究了实际应用中太阳能电池的互连问题。结果表明,在理想模型下并联能获取更多电能,但大尺寸的光伏模块会产生更大电流,可能会在实际运行中产生额外损耗。因此,在实际应用中设计弧形光伏组件时也应考虑太阳能电池的互连。     

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。     

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。