邯郸地区温度和灰尘对独立太阳能光伏发电系统的影响

通过具体的实验,研究邯郸市温度和灰尘对太阳能光伏发电系统的影响。利用红外测温仪测量太阳能光伏板温度,记录温度变化对输出电流、电压、功率的影响;对比光伏板在干净及积尘下系统输出电流、电压、功率的变化。结果表明:温度及灰尘对系统的影响较小。     

月球尘埃对太阳电池主要参数影响研究

月尘是影响月球探测任务及月基太阳能电站(LSP)太阳电池阵列的性能和寿命的因素之一。为预估太阳电池的性能衰减,通过月尘对太阳光遮挡情况的分析,预计出太阳电池主要参数,例如短路电流、开路电压和最大输出功率的理论变化关系。通过模拟实验获得太阳电池主要参数与月尘沉积质量的试验变化关系,并对相关研究进行分析和讨论。结果表明太阳电池性能预估变化趋势与实验结果一致。     

聚光光伏冷却系统的实验研究

加工聚光太阳电池组件系统及其强制水冷装置并对其进行实验研究,采集一天中该电池的温度、发电功率、效率等数据,与固定安放的太阳电池进行对比。实验结果显示,聚光太阳电池在测量时段内的输出电功率始终明显大于固定太阳电池,采用水冷的聚光太阳电池的温度基本在60℃以下,此外,还分析冷却水流量对聚光太阳电池热效率和电效率的影响。     

一种计算空间电池阵输出的新方法

在求解太阳电池阵输出的方法中,有的方法能求出输出功率,但不能求出输出电流、输出电压;有的虽能求出输出电流、电压,但未考虑太阳辐射光强对它们的影响。本文提出一种新的方法,能求出太阳电池阵工作温度、输出电流和输出电压,并考虑了太阳辐射光强的影响。该方法包括一个I-V特征关系式和一个能量平衡模型。光强和太阳电池的温度是I-V特征关系式中的变量。能量平衡模型是在稳态、忽略太阳电池的热容条件下建立的。用该种方法分析了安装在太阳能飞机上的太阳能电池阵。     

神经网络反推控制在光伏系统最大功率点跟踪中的应用

针对太阳电池输出最大功率受到光照强度和温度等因素影响的问题,提出一种基于神经网络反推控制技术的最大功率点跟踪方法。首先利用神经网络求取最优直流母线参考电压,设计反推控制实现光伏发电系统最大功率点跟踪和单位功率因数并网。然后,利用神经网络对光伏发电系统的不确定性部分进行补偿,消除非线性模型的不确定性部分的影响。最后,利用Liyapulov稳定性理论证明了神经网络反推控制器的稳定性。实验结果表明该方法能同时实现光伏发电系统的最大功率点跟踪和单位功率因数并网,具有良好的抗干扰能力。     

基于太阳电池板的皮卫星太阳矢量测量算法研究

以低轨道皮卫星为应用对象,设计了一种基于太阳电池板的太阳矢量测量敏感器。敏感器完全复用卫星体装供电的太阳电池板进行矢量测量。通过对太阳电池板Ⅰ-Ⅴ输出模型的分析,提出了一种计算电池片工作点变化、补偿温度影响的太阳矢量测量算法。算法以卫星各个表面太阳电池片的电流、电压、温度为输入,测量范围为整个空间。经过实验和仿真以及对非理想余弦特性、测量噪声和地球反照光影响的分析,敏感器单独工作时,一般情况下测量精度优于9.2°,任意情况下优于12.7°。     

一种基于增量电导法的变步长MPPT算法

针对光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)技术的研究和发展现状,提出一种基于增量电导法的变步长MPPT算法。建立太阳电池参数模型,通过理论分析、Matlab仿真实验和实际实验验证,推导出一种基于增量电导法的变步长电压方程。该方程中步长电压ΔU关于输出电压U在太阳电池的[0.20U_(oc),0.93Uoc]区间具有近似直线特性,通过采集电压电流可解得ΔU-U的直线方程及其值为零时的输出电压Uref,进而再以Uref为起始电压、ΔU为步长电压采用增量电导法进行MPPT。实验结果表明,所提MPPT算法能快速精确跟踪到太阳电池的最大功率点。     

跟随样品太阳电池的光伏阵列模拟器

跟随样品太阳电池的光伏阵列模拟器，用可控的白炽灯模拟太阳光强的变化，样品电池的输出电压和电流随模拟光强而变化，经放大后驱动功率器件，使其输出跟随样品太阳电池的电压和电流，以代替实际光伏阵列进行光伏系统的各项性能测试。     

临近空间太阳电池模型修正与发电量预测研究

由于在飞行过程中,温度、辐照度和倾角变化都会对临近空间飞行器上太阳电池的输出功率及效率产生影响,该文利用太阳光模拟器及薄型晶体硅太阳电池,进行多组测量实验,得到在不同温度、辐照度和倾角条件下,太阳电池的短路电流、开路电压等参数,并通过与模型仿真结果进行对比,对已有太阳电池电模型进行修正,得到更接近真实飞行工况的临近空间飞行器用薄型晶体硅太阳电池的模型。最后,基于修正后的模型通过仿真对太阳电池阵列在临近空间的全天发电功率变化趋势进行预测,可为临近空间飞行器用太阳电池阵列设计与功率预测提供重要参考。     

基于多传感器信息融合的太阳电池动态建模

为获取运动状态下太阳电池输出特性,提出一种基于多传感器信息融合的太阳电池动态建模方法。基于多传感器信息融合测量模型、欧式空间旋转理论、光照强度与太阳电池空间位置关系和太阳电池数学模型及其参数与光照强度之间耦合关系,构建太阳电池动态模型得到其动态输出特性。通过SIMPACK及Matlab/Simulink仿真软件建立太阳电池动态发电仿真平台验证了方法的有效性。结果表明,载体的运动明显影响了太阳电池输出特性,且在太阳电池输出最大功率点处的功率最大减少了18.038%。     

光伏并网发电系统最大功率追踪算法的稳定性研究

随着光伏发电技术及光伏产业的发展,太阳电池阵列如何在同样日照、温度的条件下输出尽可能多的电能成为人们的研究重点。然而,根据太阳电池的工作原理,当光照强度,温度等自然条件改变时,太阳电池的输出特性将随之改变,输出功率及最大工作点亦相应改变。分析了几种常见的最大功率跟踪方法（Maximum Power Point Tracking,简称MPPT）,针对扰动观测法中的误判现象进行分析,并加以改进,使系统更加平稳地输出有功功率,实现了对最大功率点的稳定追踪。     

汽车尾气热源半导体温差发电系统构想

发电模块在温差仅为几十摄氏度的低温余热条件下也可发电,非常适合于汽车尾气为热源的变工况条件的系统发电。研究半导体温差发电模块用于以汽车尾气为热源的发电系统输出电压、电流随热源温度变化的趋势。发电系统采用4块发电模块串联的方式,热源温度的变化范围为75~38℃,冷源恒定且为5℃。测试结果表明:随热源温度变化,系统输出的电压、电流随热源温度呈线性变化;冷热源温差为70℃时,系统输出电压为5.2V,电流为0.22A。     

太阳电池发电系统设计新方法

本文讨论了太阳电池发电系统的一种设计新方法。由光照太阳电池组件的输出电流(I)和输出电压(V)作为太阳光强(E)和电池工作温度(T)的二元函数关系式,建立以太阳光强、日照时数和太阳电池工作温度为依据的确定太阳电池方阵串并联组件数和配用蓄电池组容量的计算公式。采用本方法进行设计获得了满意结果。     

空冷自增湿燃料电池最优控制方法研究

通过对影响质子交换膜燃料电池(PEMFC)输出性能因素的分析,得出PEMFC电堆工作温度、电堆输出电流是影响PEMFC输出性能的主要因素。在输出电流一定的情况下,电堆工作温度是影响PEMFC输出电压的主要因素。为实现对空冷自增湿PEMFC的最优控制,采用实验测试及数据拟合方法,得到PEMFC电堆最优温度与输出电流的函数关系式,通过控制PEMFC电堆工作在最优温度,以实现PEMFC输出电压的最优控制。实验测试表明,该控制方法简单实用、控制效果优越,可为空冷自增湿PEMFC的最优控制提供具有实用价值的控制方法。     

绒面类型对斜入射光下太阳电池发电能力影响的分析

太阳电池在发电运行时大部分时间处于不同斜入射辐照条件,然而太阳电池及其组件的输出功率参数都是在垂直入射辐照下测量并成为衡量其发电能力的标准。对不同类型绒面的太阳电池,用这样的标准来衡量比较其实际发电运行输出可能会产生出入。通过对金字塔型绒面的单晶硅太阳电池与球窝型绒面的多晶硅太阳电池在斜入射光照时的光反射情况和两种类型组件的实际发电情况进行理论分析和实验测量,得到以下结论：按照现行标准测量结果标称输出性能,多晶硅太阳电池的实际运行发电能力相对于单晶硅太阳电池而言被略为低估了,但低估程度小于3%。一般而言,各种减反射手段所优化的实际是垂直入射辐照条件下的发电输出结果,其实际运行发电效果增益并不如标准测量结果所显示的那么大。     

光强度变化对有机物发电系统性能影响实验研究

针对120℃以下低温太阳能光热发电中存在光照强度会随时间变化的问题,在搭建的太阳能光热和有机物朗肯循环(ORC)发电实验台上,研究集热器性能随光照强度的变化规律,分析光照强度变化对ORC发电系统性能的影响。实验结果表明:整个系统光电转换效率可达2.2%,热电效率可达4.5%,热电效率和发电功率受光照强度降低影响较大;当光照强度小幅降低时,集热器有效吸热量降低,导热液温度降低,ORC热电效率与发电功率降低且幅度较大,膨胀机转速、膨胀比虽降低但幅度较小;当光照强度大幅降低时,系统性能降低剧烈,需通过减少工质流量,才可使系统继续稳定工作。     

测量方式对太阳电池输出性能测试的影响

通过对二线与四线接法测试单晶硅太阳电池I-V曲线的实验结果对比,分析串联内阻对于太阳电池短路电流、开路电压、填充因子及最大输出功率测量结果的影响。结果发现串联内阻越大,太阳电池的短路电流、填充因子及最大输出功率测量结果越小,但对开路电压基本无影响。且太阳电池接收光强越大即输出电流越大时,串联内阻的影响也越大。二线法因串联内阻较大,相较四线测量方法,在光强分别为1160.69、734.61、470.15和232.14 W/m²时,最大功率降幅分别为64.73%、40.26%、22.98%、11.88%;填充因子降幅分别为64.10%、40.96%、22.22%、12.66%。表明内阻大小影响二线及四线测量结果,四线法测量方式能有效规避串联引线电阻和部分接触电阻,是较理想的测量方式。     

氮化硅薄膜对晶体硅材料和电池的钝化效果研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术,在P型直拉单晶硅硅片和铸造多晶硅片以及太阳电池的表面上 沉积了非晶氮化硅(a-SiNx:H)薄膜,并研究了氮化硅薄膜对材料少子寿命和太阳电池性能的影响。研究发现: 氮化硅薄膜显著地提高了晶体硅材料中少子寿命,同时多晶硅太阳电池的开路电压有少量提高,短路电流普遍 提高了1mA/cm2,电池效率提高了2％。实验结果表明:氮化硅薄膜不仅具有表面钝化作用,也有良好的体钝化 作用。     

数字式光伏模拟器的研究与设计

为在光伏实验系统中模拟光伏电池外特性,克服自然条件下多种环境因素的复合影响和功率器件性能差异对电池输出特性的影响,实现温度、光照强度改变等条件下光伏电池真实外特性的模拟。设计了一种基于三相AC-DC整流器结构的光伏模拟器,硬件部分基于三相电压型PWM整流器,软件部分基于单二极管光伏电池模型的模拟算法,详细推导了模型参数的计算方法;采用电压电流双环控制策略,保证输出电压的跟踪精度及响应速度,并加入负载电流前馈补偿控制,提升直流电压抗扰动性能。模拟器能够精确模拟光照、温度及阴影遮挡等条件下的光伏阵列外特性,电压控制偏差为±0.001 V,响应时间为20 ms。     

太阳能电池的使用方法

单片的太阳电池,输出的功率是很小的。为了满足实际应用中功率输出的需要,一般要把许多个单片太阳电池进行串联和并联,组合成太阳电池组。为了升高电压,应采用串联的办法,单片电池串联时,输出电压为各单片电池的电压之和。为了增大输出电流,就要采取并联的办法,单片电池并联以后,输出电流是各单片电池输出电流之和。在实际应用时,有两种不同的接法