考虑热负荷的太阳能热水系统集热器最佳倾角确定

结合不同月份的热负荷和太阳辐射量变化,从补充热量的经济性考虑,提出了计算集热器最佳倾角的方法,并用计算机以兰州地区为例进行了模拟计算。计算结果表明,不同的热负荷其对应的最佳倾角并不固定,最佳倾角是集热器在该角度下全年各月的得热曲线与耗热曲线最接近的倾角。     

拉萨太阳能集热器竖排安装最佳倾角分析

太阳能集热器的集热量与集热器的安装倾角有关。在竖排集热器朝正南向放置时,其集热量与集热器安装倾角之间存在一定的函数关系。结合拉萨地区典型年气象资料,通过对不同安装倾角真空管太阳能集热器在整个采暖季的集热量动态计算分析和寻优,结果表明：真空管型太阳能集热器在该地区的最佳倾角为46°,考虑到拉萨整个地区的纬度和气象条件不同,建议最佳安装倾角范围为40°～50°。     

负载缺电率用于独立光伏系统的最优化设计

在确定光伏方阵最佳倾角时,应综合考虑方阵面上太阳辐射量的连续性、均匀性和极大性。“夏半年”和“冬半年”周期内入射到倾斜面上的平均日辐射量Ｈ１和Ｈ２相等或在盯等之前Ｈ２有极大值,则其对应角度即为最佳倾角。通过改变相应放电深度的简便计算方法,即可得到应于不同负载缺电率的一系列光伏方阵与蓄电池容量组合,从而确定最方阵和蓄电池容量。     

从资源角度对太阳能装置最佳倾角的讨论

根据美国可再生能源实验室提供的SMARTS模式,从纯资源角度计算了我国大陆纬度范围内每5°间隔处太阳能装置的最佳倾角及其分布规律。并对其逐步改进提出了方案,为太阳能具体应用提供了依据。     

光伏阵列安装角度与安装节距的优化选择

光伏发电系统安装地点确定之后,其发电量主要受到光伏组件安装倾角和节距的影响。文章首先建立了光伏电池发电模型和斜面上的辐照度模型,以西安某公司的光伏发电系统为例,计算了不同倾角和节距下光伏阵列的年发电量。结果表明:在没有阴影遮挡的情况下,光伏组件在西安地区的最佳安装倾角为32°;在有阴影遮挡的情况下,节距越小,最佳倾角越小。光伏阵列的节距减小时,组件的发电量减少,利用效率降低。但是,由于组件安装量增多,单个组件占地面积减少,总安装容量增大,发电量增大。此计算方法可为光伏组件安装倾角和节距的选择提供参考。     

中国南极中山站太阳能资源及光伏阵列最佳倾角研究北大核心CSCD

针对极区太阳能资源开发利用问题,文章研究了南极中山站地区太阳辐射的逐月、逐日分布情况,分析了太阳能资源状况;建立了适合极昼环境条件的斜面太阳辐射计算模型和中山站地区光伏阵列最佳倾角分析模型;确定了光伏阵列的最佳倾角。研究结果表明:夏季中山站地区太阳能资源较为丰富,在分析光伏阵列倾角时应重点考虑3月份和9月份的太阳辐射量;最佳倾角为64°,光伏阵列的前后距离应不低于8.7 m。     

不同安装方式太阳电池板倾斜面上辐射量分析计算

根据红寺堡2009年7～10月观测数据,分析计算在不同倾角和最佳倾角时,固定式、单轴跟踪及双轴跟踪三种安装方式下的太阳辐射量。     

3种斜面月平均总辐射模型评估及光伏阵列最佳倾角研究

为分析倾角变化对斜面辐射和光伏发电量(或效率)的影响,对武汉地区正南朝向斜面月平均总辐射计算方法和光伏阵列最佳倾角问题进行理论研究和探讨,并通过湖北省气象局多倾角光伏组件观测试验系统进行试验验证,结果表明:1)Hay模型最适合散射辐射较多的武汉地区斜面辐射计算;2)武汉地区固定式光伏阵列年最佳倾角理论值和实测值均为20°,该倾角年总辐射量相比水平面增加4.0%,而年发电量增加14.9%,最佳倾角安装下系统效率为86.1%,装机年发电量约1.02 k Wh/Wp;3)分冬/夏半年调整一次安装倾角,可使斜面年总辐射量增幅较大,冬/夏半年的最佳倾角理论值均小于实测值(45°/10°),该方式下年总辐射量相比于水平面增加7.5%,而年发电量增幅高达18.1%。     

基于实测数据的可调式太阳能光伏板倾角计算分析

基于BSRN3000太阳辐射观测系统近3年的全年度太阳能气象实测数据,利用C#编程语言计算分析了呼和浩特地区倾角可调式太阳能光伏板表面接收的太阳辐射,推导出该地区光伏板的全年、半年、季节和每月的最佳倾角,并得出了半年调整是该地区的光伏板倾角调整的最适合方案。与全年最佳倾角相比,半年调整倾角方案的年辐射总量提高了5%左右。在呼和浩特当地进行了各种倾角的试验测定,所测得的数值与计算值吻合较好,验证了计算的准确性。     

昆明地区太阳能集热器采光量的计算

基于Perez辐射模型,借助瞬态系统模拟程序(TRNSYS)软件,根据Meteonorm提供的典型气象年数据,采用逐时累积方法计算不同倾角及方位角的集热器单位面积采光量。在昆明地区,正南向集热器年采光量最大的倾角为20°,在该角度±20°范围内,其年辐射量变化不超过5%;随着倾角的增大或减小,其年辐射量的变化将会增大,当集热器倾角从70°增大到90°时,年辐射量减少20.8%。方位角对集热器采光量影响不大,方位角在±20°以内的集热器年采光量变化不超过1%;随着方位角的增大,采光量随倾角的变化而增大,当方位角从70°增大到90°时,集热器采光量减少3.3%。     

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。     

Determining optimum tilt angles and orientations of photovoltaic panels in Sanliurfa, Turkey

The performance of a photovoltaic (PV) panel is affected by its orientation and its tilt angle with the horizontal plane. This is because both of these parameters change the amount of solar energy received by the surface of the PV panel. A mathematical model was used to estimate the total solar radiation on the tilted PV surface, and to determine optimum tilt angles for a PV panel installed in Sanliurfa, Turkey. The optimum tilt angles were determined by searching for the values of angles for which the total radiation on the PV surface was maximum for the period studied. The study also investigated the effect of two-axis solar tracking on energy gain compared to a fixed PV panel. This study determined that the monthly optimum tilt angle for a PV panel changes throughout the year with its minimum value as 13° in June and maximum value as 61° in December. The results showed that the gains in the amount of solar radiation throughout the year received by the PV panel mounted at monthly optimum tilt angles with respect to seasonal optimum angles and tilt angel equal to latitude were 1.1% and 3.9%, respectively. Furthermore, daily average of 29.3% gain in total solar radiation results in an daily average of 34.6% gain in generated power with two-axis solar tracking compared to a south facing PV panel fixed at 14° tilt angle on a particular day in July in Sanliurfa, Turkey.     

太阳能等照度带聚焦菲涅耳透镜研究

为了提高聚光发电时太阳电池的光电转换效率,从提高太阳电池表面会聚光强分布的均匀性入手,对传统平板型线聚焦透镜进行改进,提出一种用于聚光光伏发电的等照度带聚焦菲涅耳透镜设计方法。带聚焦菲涅耳透镜分为奇数个单元,每个单元宽度与太阳电池宽度相等,单元内所有尖劈角φ相等并将太阳辐射等宽度折射至太阳电池表面,从而实现各单元透过的太阳能等照度叠加。最大聚光比由光伏电池宽度、透镜与太阳电池间距以及透镜材料折射率决定。对带聚焦和线聚焦两种透镜聚光条件下电池表面温度分布情况进行比较分析,验证了等照度带聚焦透镜设计的可行性。     

抛罩-展开期间航天器太阳电池阵温度场的数值模拟

将太阳电池板中发生的辐射-传导复合传热过程等效为一个无内热源的三维瞬态热传导问题。根据实测数据得出太阳电池板的三维等效导热系数。针对任意两相邻电池板表面间的热辐射交换规律，构造适用于这两个表面内节点温度的离散方程系数。研究折叠状太阳电池阵边界节点的热特点时，仔细考虑了地球红外辐照、太阳辐射加热、航天器舱体几何遮挡、深冷环境散热、飞行轨道高度及航天器在太阳-地球系中不同位置等造成的影响。采用SIP算法，对离散方程进行了求解。比较了考虑和不考虑地球红外辐射电池阵温度分布的影响。该文的分析对折叠状太阳电池阵展开时刻的认定有重要 的参考价值。     

非正南方向太阳集热器面积补偿的理论研究

该文以昆明和北京为例,对我国南北地区分别选用平板型管翼式集热器和圆柱吸热体真空管集热器进行了模拟计算。结果显示,水平面上日均太阳辐射、环境温度、屋顶方位及倾角对集热面积补偿有不同程度的影响;其中,屋顶方位角和倾角是影响集热器处于非正南和正南方向且最佳倾角时采光面积之比A/A0的主要因素。本文的研究成果可为太阳能建筑一体化设计提供部分有价值的参考数据。     

高空飞艇薄膜太阳电池内辐射量计算研究

修正了任一方向的平面内太阳辐射计算模型,使之适用于编程计算各种倾角和方位角平面上的太阳辐射。在曲面上进行网格划分,生成若干个小平面,推导出平面法向量与倾角和方位角之间的关系式,逐个计算每个小平面上太阳辐射量,叠加后近似代替整个曲面上的太阳辐射量。运用此方法计算了高空飞艇的薄膜太阳电池上辐射量,并与此薄膜太阳电池在水平投影面内辐射量计算结果进行比较。结果表明,用水平投影面内辐射量代替薄膜太阳电池内辐射量有很大的偏差。因此,在高空飞艇能源系统性能详细分析阶段需要使用曲面内太阳辐射量计算模型,为随后的光电转换与能源系统计算提供准确的太阳辐射数据。     

蒙特卡洛法模拟集热器入射面太阳辐射的算法研究

复杂几何形式的太阳集热器辐射分析一般采用射线跟踪法,模拟的太阳辐射仅考虑直射辐射的入射方向,不适用于精确的辐射分析。通过把集热器入射面作为太阳辐射的入射起始面,以蒙特卡洛法为基础模拟太阳辐射。通过考虑直射辐射、散射辐射、太阳辐射的光谱分布以及太阳辐射32/张角等影响因素,研究了模拟射线的辐射位置、辐射方向、波长分布及辐射能量的相关算法,并进行了数值计算验证。以上研究综合考虑了影响太阳辐射的因素,准确模拟了进入集热器入射面的太阳辐射,为太阳集热器精确的辐射分析提供了基础。     

再论固定式光伏方阵最佳倾角的分析：兼评“固定式光伏方阵最佳倾角

负载全年均衡分布的独立固定式光伏方阵，在确定最佳倾角时应综合考虑方阵面上太阳辐射最的连续性，均匀性和极大性。最佳倾角与现场的地理位置及气象条件有关，而与负载大小，太阳电池及蓄电池容量等因素无关。     

跟踪式光伏发电系统研究

根据某地实测的太阳辐射数据,仿真比较了配备有单轴跟踪和双轴跟踪等4种跟踪控制的光伏发电系统与固定式光伏发电系统的太阳辐射利用率。并在此基础上对4种跟踪系统的跟踪角控制规律及跟踪控制方式进行了详细的分析,得出倾纬度角单轴跟踪系统控制规律最为简单,算法实施更为实用的结论。同时,也在理论上证明了采用步进式控制方式的跟踪系统能够在保持较高太阳辐射利用率情况下简化控制系统设计,有利于工程设计及应用。     

Optimum tilt angle and orientation for solar collector in Brunei Darussalam

One of the important parameters that affects the performance of a solar collector is its tilt angle with the horizontal. This is due to the fact that the variation of tilt angle changes the amount of solar radiation reaching the collector surface. A mathematical model was used for estimating the total (global) solar radiation on a tilted surface, and to determine the optimum tilt angle and orientation (surface azimuth angle) for the solar collector in Brunei Darussalam on a daily basis, as well as for a specific period. The optimum angle was computed by searching for the values for which the total radiation on the collector surface is a maximum for a particular day or a specific period. The results reveal that changing the tilt angle 12 times in a year (i.e. using the monthly-averaged optimum tilt angle) maintains approximately the total amount of solar radiation near the maximum value that is found by changing the tilt angle daily to its optimum value. This achieves a yearly gain in solar radiation of 5% more than the case of a solar collector fixed on a horizontal surface.