光伏组件晶体硅电池片应力分析

基于最小势能原理导出光伏组件晶体硅电池片位移场及应力场的级数解,并对面板尺寸为1580 mm×808 mm的195W单晶硅标准组件在风荷载作用下晶体硅电池片的应力进行计算和分析,考虑不同风压及EVA胶膜的厚度和剪切模量变化时对应力的影响。结果表明:最大应力发生在电池片的中点,电池片的应力随EVA胶膜剪切模量的增加而呈非线性增大,随EVA胶膜厚度的增加而呈非线性减小。     

多源异构信息融合光伏组件输出特性动态建模

针对应用广泛的载体运动发电中的载体运动状态对光伏组件输出特性的影响进行研究。通过构建多源异构信息融合光伏组件输出特性动态模型，实现了光伏组件运动机械参数与输出电参数的统一，获得光伏组件最大输出功率与载体运动状态参数间的耦合关系，并采用SIMPACK构建仿真系统进行实验，证明了方法的正确性，结果显示计算值与测量值最大偏差为0.67 W，最大相对偏差率为3.23%。所提方法可为运动载体下光伏组件最大功率点动态追踪控制方法提供理论依据，有助于实现光伏高效率零碳技术发电。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

210 mm大尺寸硅片光伏组件和组串式逆变器的匹配性研究

将采用210 mm大尺寸硅片的光伏组件(下文简称为“210 mm硅片光伏组件”)串联成的两个光伏组串输入1个最大功率点追踪(MPPT)时，光伏组串的输出电流会大于MPPT的输入电流，从而产生限流损失。针对当前210 mm硅片光伏组件与现有组串式逆变器之间不匹配导致的限流损失、过载损失问题，首先利用PVsyst仿真软件对3种逆变器设置模式时逆变器的限流损失和过载损失情况进行模拟，从中选取最优的逆变器设置模式；然后模拟分析采用“多MPPT+power sharing”逆变器设置模式时，组串式逆变器在不同太阳能资源区和不同容配比下的限流损失和过载损失情况。模拟结果显示：对于1个MPPT的最大输入电流为30 A的组串式逆变器而言，其限流损失随容配比增大有先增后减的趋势，当容配比较大时则以交流输出端过载损失为主。因此，在进行光伏组件和组串式逆变器选型时，应根据二者的最新发展情况，选用合理的配置，避免限流损失和过载损失，以提升光伏电站的收益。     

雾霾对光伏组件输出特性的影响研究

该文通过数学建模研究雾霾相对湿度和质量浓度对辐照度的影响规律，并通过实验验证雾霾的相对湿度和质量浓度对辐照度和光伏组件输出功率的影响规律。实验结果表明：雾的相对湿度(RH)从23%上升至90%，辐照度下降52.17%，光伏组件输出功率下降46.5%，在相对湿度达到65%之后辐照度和功率下降幅度加快；霾质量浓度从18μg/m³增加至517μg/m³,RH=30%、50%、60%、75%、80%、90%时辐照度分别下降16.0%、25.0%、40.0%、74.4%、73.1%、68.6%，光伏组件输出功率分别下降21.8%、22.5%、35%、69.9%、70.1%、67.7%;RH从30%增加至90%，霾质量浓度为108、189、312、405、497μg/m³时辐照度分别下降60.0%、78.8%、800.%、85.1%、85.8%，光伏组件输出功率分别下降47.4%、73.3%、78.1%、82.5%、84.9%，随着RH的增大辐照度和输出功率的降幅在逐渐增大。关于雾的相对湿度和雾霾质量浓度对辐照度的影响进行数值模拟，...     

局部阴影遮挡下大尺寸光伏组件的输出特性研究

以太阳电池尺寸为210 mm×105 mm、电路结构为并串结构的大尺寸光伏组件为例，首先分析单片太阳电池不同阴影遮挡比例时的情况，然后分析光伏组件6种不同阴影遮挡比例和18种典型阴影遮挡位置和形状对大尺寸光伏组件输出特性的影响。结果表明：随着单片太阳电池阴影遮挡比例不断增大，二极管始终未导通，但光伏组件的最大功率逐渐降低，最后降至初始功率的2/3；阴影遮挡比例对采用并串电路结构的大尺寸光伏组件的I-V特性的影响是非线性的。对于整块光伏组件而言，阴影遮挡比例越大，光伏组件的最大功率越小；在同一阴影遮挡比例下，集中阴影遮挡对光伏组件最大功率损失的影响更大。     

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。     

对晶体硅光伏组件爬电距离的研究分析

本文规范设计了现有光伏组件爬电距离,光伏组件爬电距离的合理设计将为逐步提升光伏电站最大系统电压提供借鉴.以昆明为例,在lkV最大系统电压下,光伏组件、内部电池片间、组件接线金的最小爬电距离理论值分别为14.3mm、1.71mm、14.3mm,且可视绝缘工艺好坏进行适当调整.总之,通过规范设计光伏组件爬电距离,逐步提高光伏系统最大系统电压从而降低损耗是现实可行的;同时规范爬电距离形成统一的标准组件将降低各电站运营商后期维护成本.     

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%。     

基于Griddler模拟的采用SWCT的TOPCon光伏组件的光电转换效率与成本分析

提效降本是光伏技术持续发展的动力,银浆成本是太阳电池非硅成本的主要组成部分,而SmartWire连接技术(SmartWire connection technology,SWCT)可以大幅降低太阳电池中的银浆用量。利用Griddler软件建立了应用SWCT的TOPCon太阳电池等效模型,基于该等效模型的模拟结果发现,与常规TOPCon光伏组件相比,当采用SWCT的TOPCon光伏组件采用18条直径为260μm的焊带时,可以使其光电转换效率提升0.10%、组件内单片电池的成本比常规光伏组件的下降0.07元/片;当采用SWCT的TOPCon太阳电池的前表面细栅宽度降至20μm、细栅高度降至5μm时,可以使此类光伏组件的光电转换效率提升0.09%、组件内单片电池的成本比常规光伏组件的下降0.33元/片。     

采用双面光伏组件的光伏电站在系统集成设计中应考虑的因素分析

采用双面光伏组件是一种能够有效提升光伏电站发电量的手段。基于双面光伏组件的特点,通过列举行业内常用的双面光伏组件辐照度数学模型,对影响双面光伏组件发电量的地面反射率、前后排光伏阵列间距、光伏组件最佳安装倾角和光伏组件离地高度这几个主要因素进行了研究,并通过PVsyst软件对这几个主要因素进行了逐一仿真验证,从实际应用角度提出了采用双面光伏组件的光伏电站在系统集成设计中应考虑的几个因素。研究结果表明：1)双面光伏组件的最佳安装倾角比单面光伏组件的最佳安装倾角大,根据地区、地面反射率的不同,二者的差值大致在2°～10°之间;2)提高光伏组件离地高度可以增加双面光伏组件的发电量,而发电量增益大小会因光伏组件所在地纬度的不同有所不同,实际光伏电站的系统集成设计中,可选择最具经济性的光伏组件离地高度;3)在光伏组件最佳安装倾角过低的地区,光伏组件的自遮挡效应严重,需要根据实际情况选择是否采用双面光伏组件。     

管板式PV/T组件结构参数优化

以无玻璃盖板管板式PV/T组件为研究对象,采用Trnsys软件仿真与实验测试相结合的方法,从发电角度确定吸热板厚度、换热管数量及换热管管径;从成本角度提出适用于不同效率组件、不同光资源区域工况下的最佳设计参数。结果表明：换热管管间距、吸热板厚度和换热管内径对管板式PV/T组件发电性能的影响程度依次减小;以实现PV/T发电性能不低于传统PV组件为目标,换热器结构参数建议为吸热板厚度0.4 mm、换热管管径6 mm及换热管管间距不大于99.2 mm;以全生命周期内总投入最低为目标,Ⅱ类光资源地区最佳管间距为70.86 mm,Ⅲ类和Ⅳ类光资源地区的最佳管间距为82.67 mm;优化后PV/T组件的太阳能利用率达到42.75%～48.69%,发电效率比传统PV高1.17%～2.08%。     

不同安装方式时双面光伏组件发电系统的理论建模分析

基于PVsyst仿真软件,以青海格尔木市为模拟地点,考虑了场景反射率、组件前后间距、安装方式与高度、逆变器匹配设计等因素,在固定倾角式、平单轴跟踪两种安装方式下,分析对比了双面光伏组件与常规光伏组件的辐射接收量、发电量、系统效率和度电成本,并研究了场景反射率对双面光伏组件发电量的影响和此类光伏发电系统逆变器的限光损失。仿真结果表明,在固定倾角安装或平单轴跟踪的安装方式下,采用双面光伏组件的发电系统比采用常规光伏组件的发电系统的发电量理论上平均可提升10%以上,且随着场景反射率的增加而增加;当场景反射率为60%时,度电成本可降低14%,具有较高的经济效益,在降本增效方面具有较大的技术价值。     

双面光伏组件辐照度模型的研究

针对双面光伏组件正面和背面获均能吸收太阳光的特点,通过光线跟踪辐照度模型分析,构建区分阴影区和无阴影区的热传输理论视觉因子太阳辐照度模型。模拟结果表明:当双面光伏组件倾斜角比单面组件增加约4°,在地面反射率为30%和50%的情况下,年辐照度增益可提高17.41%和28.79%;且随着离地高度与行间距增加,年辐照度可进一步提高。双面光伏组件辐照度模型为双面光伏组件电站安装时的地面反射率、最佳倾斜角、离地高度及行间距的设置提供了理论支撑。     

两岸临河施工围堰壅水特性数值模拟研究

对于施工范围在两岸呈带状分布的工程项目，当工期紧张时，需在河道两岸同时进行施工，对河道行洪会产生不利影响。为研究两岸临河施工围堰的壅水特性，建立了临河围堰并排和交错布置的平面二维水动力数值模型，比较了两种方案不同围堰宽度和来流量情况下的壅水高度变化特性。结果表明，并排布置壅水高度更高，最大壅水高度出现的位置受围堰宽度和来流量影响较小；两种方案最大相对壅水高度均随流量增加而增加，但增速显著减小，亦随阻水比的增加而增加，且增速呈快速上升趋势；最大相对壅水高度随围堰的宽长比增加而增加，且不同围堰布置方案随宽长比增加的特性有显著区别，在工程布置时需重视。     

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算方法。针对影响双面光伏组件发电性能影响因素,进行仿真和实验,结果表明：双面光伏组件的因背面辐照不均匀引起的微失配损失一般小于3.0%,草地、水泥地面、雪地的损失分别为0.3%~0.5%、0.5%~1.0%、1.0%~3.0%,由于光伏组件安装架的遮挡,微失配损失将增加0.5%~3.3%;不同安装地面下,双面光伏组件背面反射光谱差异大,通过反射光谱修订能将双面光伏组件背面功率预测准确率由76.3%提升到92.3%。     

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,光伏组件输出功率变化趋势先平稳后降低,相应的损耗率开始升高;而覆冰倾角的增加会一定程度改善因覆冰所造成的光线折反射与遮拦效应问题。