日地L5太阳探测工程概述

南京大学联合中国气象局、上海航天技术研究院等单位共同建议的日地L5太阳探测工程——“羲和二号”,将在国际上首次发射一颗人造探测器至日地系统第5个拉格朗日点,通过精测矢量磁场、揭示三维爆发和精准预警预报,解答“活动区磁场的产生演化及其与太阳爆发的物理联系”和“太阳爆发的传播规律及其与灾害性空间天气的关系”这2个太阳物理和空间天气领域亟待解决的重大科学和应用问题。本文重点阐述“羲和二号”的科学与应用目标,简要介绍其科学载荷和初步方案。联合日地连线方向上的太阳探测,“羲和二号”的实施将开启我国太阳立体探测时代,拓展人类对太阳爆发机制的理解,为空间天气预警预报带来革命性突破。

太阳能建筑的研究进展综述

对被动式太阳能建筑和主动式太阳能建筑的应用现状和研究进展进行阐述,并对主动式太阳能建筑中可与建筑相结合的太阳能热利用技术和可与建筑相结合的光伏发电技术进行分析。结果表明:1)被动式太阳能建筑技术研究方法逐渐由定性分析为主转向定性、定量和综合分析,并以节能低碳、室内热舒适度、设计优化及相变材料的应用作为研究重点。2)系统的性能系数和太阳能保证率是建筑太阳能热利用技术的研究重点,设备选型、系统设计、运行策略是主要研究内容;阴、雨、雪天等太阳能无法利用的工况多采用太阳能辅助热泵供暖系统。3)增强光伏组件通风性可使光伏组件降温,提升光伏建筑一体化(BIPV)建筑的光伏发电量;回收利用光伏发电伴生热量有助于提升能源综合利用率。

钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池的发展及展望

综述近年来钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池的发展现状,介绍钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池技术在效率和可靠性方面的优势。从工艺优化、结构协同设计和性能优化等方面对钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池进行总结,着重讨论叠层结构的每个子单元太阳电池复杂的协同效应。

极端天气对被动式太阳能建筑采暖效率的影响

为研究极端天气对被动式太阳能建筑采暖效率的影响,选取关键气象参数(直射辐射、干球温度)来构造极端冷气象条件,主要分析太阳低辐射和极端低温对拉萨、乌鲁木齐、兰州、哈尔滨4个城市的被动式太阳能建筑采暖效率的影响。结果表明:随着太阳直射辐射和温度的降低,哈尔滨整个采暖季的采暖潜力下降最大,拉萨、兰州、乌鲁木齐在太阳直射辐射下降超过50%时,采暖潜力下降最大,哈尔滨在辐射下降43%时采暖潜力下降最大。在温度下降不超过10℃的情况下,拉萨和哈尔滨的采暖潜力下降最大,兰州和乌鲁木齐则是在温度分别下降11和15℃时,采暖潜力下降最大。气象参数对采暖潜力的敏感性分析表明,太阳直射辐射对太阳能采暖潜力的影响大于温度。同时,对不同设计因素进行全局敏感性分析,建筑保温材料的物理参数对采暖潜力的影响高于其他设计参数。

柔性织物基太阳能电池的研究进展

近年来,柔性电子技术、可穿戴器件和物联网的发展极大地推动了便携式能源器件的发展。作为便携式能源器件的供电器件,织物基太阳能电池凭借其重量轻、可弯曲、可折叠、可扭曲等特性,成为了太阳能电池技术的研究热点之一。为了全面了解织物基太阳能电池的最新进展,文章介绍了织物基染料敏化、织物基钙钛矿和织物基有机3种不同类型的织物基太阳能电池,分析了它们的结构、制备方法和性能,并总结了织物基太阳能电池技术发展的局限性和目前所面临的挑战,为织物基太阳能电池的进一步研究和发展提供参考和借鉴。

基于国内专利的钙钛矿太阳能电池发展趋势

发展背景随着全世界对能源的需求量越来越大,石油、煤炭、天然气等传统能源的储量越来越少,对新型能源的需求不断增长。在新型能源中,太阳能由于其清洁、可再生的特性,受到广泛关注。太阳能电池的发展,经历了第1代晶硅太阳能电池、第2代薄膜太阳能电池,来到第3代的新概念太阳能电池。

珠峰地面太阳光谱观测

利用国际标准高精度太阳光谱仪在2020—2021年期间对珠峰周边地面进行为期一年的太阳光谱观测研究。结果显示珠峰地面瞬时太阳光谱及其积分值(总辐射)频频超过大气层顶部光谱和太阳常数,夏至珠峰当地正午太阳光谱峰值达2.211 W/(m^(2)·nm)。珠峰地面观测光谱积分值比海平面高出约15%。观测期间最高日平均光谱峰值达1.121 W/(m^(2)·nm)。珠峰地面月均太阳光谱相对均匀,变化幅度小。最高月均太阳光谱出现在3月份,主要原因是下雪引起地表高反射。全年观测发现珠峰地面太阳总辐照度中紫外线B占0.26%,紫外线A占5.33%,可见光占49.58%,红外线占44.83%。为对比高海拔和低海拔太阳光谱特征,在2021年夏季同步观测珠峰和北京太阳光谱。利用全球气溶胶监测网络相关数据,研究大气气溶胶和水汽总量对珠峰和北京太阳光谱的影响。

太阳能热利用技术研究进展与展望

太阳能热利用是重要的可再生能源应用形式之一。对中国近几年太阳能集热、蓄热等关键部件,以及系统设计方法等集成技术的重要突破进行了梳理,对太阳能热水供应、太阳能供暖、太阳能制冷及太阳能工农业应用等应用形式的最新进展进行了归纳,并对太阳能热利用的发展趋势进行了展望。中国太阳能热利用的应用形式以太阳能热水供应为主,已经向智能化、精细化方向发展。在清洁取暖进程及“双碳”目标的推动下,中国太阳能热利用技术在供暖、制冷及工农业等领域的应用逐步增多,应用形式正向多元化发展。以太阳能为主的多能协同供能系统可以在有效解决太阳能资源不稳定性问题的同时提升系统经济性,是未来低碳发展的重要方向。

拉萨地区平板太阳能集热系统变流量运行策略及效益分析

针对室外环境参数波动变化以及蓄热系统温度波动特性,提出一种太阳能集热系统变流量运行调控策略,建立最优流量优化模型,回归得到不同工况下最优流量值多项式函数,并与定流量运行策略下的系统运行性能进行对比分析。结果表明:与定流量运行方式相比,采用变流量调控策略时,集热系统净收益显著提升。对于拉萨地区100 m^(2)串并联形式平板太阳能集热系统,采用变流量运行策略时,虽然运行泵耗增加,但集热量增益更大,相比单位集热面积流量为0.02 m^(3)/(h·m^(2))时,集热系统净收益增加了468.7 MJ,提高了6.75%。

西藏太阳光谱全年变化特征

精确观测地面太阳光谱能为反演大气环境、利用太阳能资源、保护植物生态等提供实地数据。对比目前卫星和地面观测结果显示由于海拔高、空气稀薄等因素西藏是地球上瞬时太阳辐照度最强的地区之一,观测西藏太阳光谱变化特征对研究强辐射环境下人类健康、生态变迁、太阳能利用等诸多领域具有独特的意义。2020年—2021年利用德国RAMSES-ACC-VIS光谱仪和加拿大SolarSIM-G高精度光谱仪对西藏五个高海拔地区(拉萨、林芝、那曲、日喀则、定日)进行了为期一年的太阳光谱观测研究。首次获得了西藏多地完整一年的太阳光谱实地数据,记录了每隔一分钟全天太阳紫外线、光合有效辐射和红外辐射光谱变化特征。分析研究了西藏各地全年日平均太阳光谱特征,发现全年日均最高光谱峰值1.12 W·m^(-2)·nm^(-1)出现在波长477.30 nm处。研究了西藏典型高原拉萨地区太阳光谱随季节性的变化特征,分析了其二分二至光谱辐照度变化区间,发现拉萨夏至日均光谱辐照度比冬至高约一倍多,夏至光谱峰值1.13 W·m^(-2)·nm^(-1),冬至0.43 W·m^(-2)·nm^(-1)。西藏日喀则全年太阳光谱变化浮动比拉萨的小,各节气光谱变化范围比较集中,夏至和冬至光谱峰值之差比拉萨的小。研究了西藏各地太阳光谱年平均辐照度特征,发现日喀则和珠峰平地年平均太阳光谱辐照度非常接近,两地光谱峰值均约为0.83 W·m^(-2)·nm^(-1);拉萨年均光谱峰值约为0.73 W·m^(-2)·nm^(-1),略低于日喀则和定日;那曲年均光谱曲线最低,峰值仅为0.53 W·m^(-2)·nm^(-1)。太阳光谱年均值和太阳能资源不同地区分布特征对西藏高原开发利用太阳能资源具有重要的应用价值。为了比较西藏高原与内地平原太阳光谱特征,同步观测研究了高海拔拉萨(3693 m)和低海拔北京(32 m)的晴天太阳光谱。2021年6月3日两地均为晴天,分析了两地当地正午太阳光谱特征,发现拉萨正午全波段光谱积分值比北京高约20%,比大气质量AM0的仅低5%左右;当日正午拉萨光谱峰值达1.83 W·m^(-2)·nm^(-1),北京为1.41 W·m^(-2)·nm^(-1);当日正午拉萨太阳紫外光谱积分值比北京高约15%。

全玻璃真空太阳集热管关键技术参数研究进展

全玻璃真空太阳集热管是太阳能热利用系统的重要组成部分,其性能参数的优劣直接影响到太阳能热利用系统的热性能、耐久可靠性和节能效果。文章从真空管基本结构和工作原理的介绍出发,对影响真空管性能的光学性能、热性能等关键技术参数及玻璃管材料、真空性能等其他技术要求的研究进展做了详细分析,并在长期从事科研和检测工作的基础上,给出了提升真空管的产品性能可从玻璃管生产优化、新涂层开发、真空性能加强、技术创新、先进设备开发、标准修订等方面的建议。

低能耗技术在太阳能光伏电池设计中的应用

随着全球能源紧缺与生态环境破坏问题日益严重,节能降耗成为当前时代发展的主旋律,各行业都在寻求节能减排、绿色低碳的转型发展之路。太阳能光伏电池系统作为现今应用广泛、环保效率可观的能源利用方式,备受社会关注。当前世界太阳能电池的利用效率还未开发到极致,仍有较大的进步空间。为更好地提高太阳能电池系统的能源转化效率,实现更高效的节能降耗,人们开始思考如何对太阳能光伏发电系统进行优化。由种法力和滕道祥编著、化学工业出版社出版的《硅太阳能电池光伏材料》一书,对太阳能电池系统的基本原理、硅材料制造工艺与方法进行说明,以期为人们优化太阳能光伏发电系统提供参考。

具有陷光结构的半透明有机/铜锌锡硫硒四端串联太阳能电池

采用半透明有机太阳能电池和铜锌锡硫硒太阳能电池构成四端串联太阳能器件,并且利用表面具有微型金字塔结构的微米聚二甲基硅氧烷(PS-PDMS)膜的减反射作用来提高太阳能电池的效率。为了研究PS-PDMS的尺寸和放置位置对四端串联太阳能电池性能的影响。制备了尺寸分别为18μm、14μm和9μm微型金字塔结构的PS-PDMS薄膜,比较了不同尺寸下PS-PDMS薄膜的减反射效果,发现9μm尺寸的PS-PDMS薄膜的减反射效果最好。将9μm尺寸的PS-PDMS薄膜用在四端串联太阳能电池的底电池时,四端串联太阳能电池具有最佳效率。最终获得了效率为11.26%的四端串联太阳能电池。与单结铜锌锡硫硒太阳能电池相比,四端串联太阳能电池的最佳效率提高了27.51%。

槽式太阳能辅助燃煤发电系统集成方式

针对某600 MW超临界发电机组,提出3种槽式太阳能辅助燃煤机组发电(SAPG)系统的集成方式.第1种为太阳能场并联取代高压加热器,第2种为太阳能场高压串联取代高压加热器,第3种为太阳能场低压串联取代高压加热器.利用Matlab编程建立槽式太阳能辅助燃煤电厂发电的仿真模型,在功率增大模式(PB模式)下仿真计算不同的集成方式热力性能,对3种集成方式下系统的太阳能发电量、光电转换效率、标准煤耗率等指标进行对比分析.结果表明,SAPG系统的3种集成方式随着太阳法向直接辐照度EDNI的增大,太阳能引入规模达到峰值为192.37 MW,太阳能发电量为59.55 MW,光电转换效率达到20.10%,标准煤耗率最低为264.44 g/(kW·h).当EDNI≤482 W/m2时,低压串联的集成方式下太阳能发电量、光电转换效率、标准煤耗率等指标均优于高压串联及并联集成的方式;当EDNI≥482 W/m2时,并联集成方式的热力性指标均优于其他2种集成方式,高压串联的集成方式热力性能指标最低.

反溶剂对CsPbBr_(3)太阳电池性能的影响

分别在钙钛矿前驱体中添加一系列的反溶剂乙酸乙酯(EA)和乙腈(ACN),制备出不同形貌的CsPbBr_(3)薄膜,探究薄膜质量与太阳电池性能的内在联系。结果表明,在大气制备环境中,反溶剂有助于CsPbBr_(3)晶粒的生长,薄膜表面缺陷明显减少,太阳电池各性能参数(短路电流密度、开路电压以及填充因子)均有所提升,尤其是添加乙腈(V(PbBr_(2)/DMF)∶V(ACN)=10∶1)后,光电转换效率(PCE)从3.16%提高到7.10%。

风能和太阳能清洁能源的发展现状与挑战

风能和太阳能作为技术较为成熟且装机规模较大的可再生清洁能源,其发展是推动能源结构绿色低碳转型的关键。2023年,全球新增可再生清洁能源发电装机达510吉瓦,其中太阳能光伏发电占四分之三,成为绝对主力。得益于太阳能和风能发电装机的快速增长,全球可再生清洁能源发电量占比首次超过30%。中国风能和太阳能资源丰富,风能和太阳能可开发量分别为10.9~20.1太瓦和45.6~58.9太瓦。

绿色低碳背景下太阳能技术农村应用及前景分析

探讨了绿色低碳背景下太阳能技术在农村应用中的问题,并通过深入分析和研究太阳能光伏发电和太阳能热水器在农村地区的应用,揭示太阳能技术在推动农村低碳转型中的重要作用。对农村地区太阳能技术应用的趋势进行了预测和展望。结果表明:太阳能技术在农村地区具有广阔的应用前景,可以为农村地区提供可持续、清洁和经济高效的能源解决方案。然而,太阳能技术在农村地区的应用和推广过程中也存在一些困难与挑战。其中,主要问题是农村地区缺乏对太阳能技术的认知和支持。为了推进太阳能技术在农村地区的应用与推广,通过积极推动相关政策措施的落地实施,提高农村地区对太阳能技术的认知与支持程度,进一步推动太阳能技术在农村地区的普及和应用。

一种改进的YOLOv8太阳能电池板缺陷识别方法

0引言太阳能发电装置作为一种新兴的发电设备,不仅具有无噪音、无污染和无消耗的特点,而且具有易安装、寿命长和可再生的优点,然而太阳能电池板作为太阳能发电装置中最核心的组件,在生产制造、运输安装、强光曝晒、风雨雪侵蚀后难免会出现黑心片、黑斑片、短路黑片、过焊片、断栅片、明暗片、隐裂和失效等缺陷[1]。这些缺陷不可避免会造成太阳电池板在发电性能上的影响。如图1中所示,可以看到太阳能电池板不仅在光照变化、裂缝形态、失效种类等方面都有着明显的差异,而且导线和污渍等干扰因子也严重影响缺陷的识别。因此,如何精准高效地识别太阳能电池板缺陷是一项充满挑战性的任务。

太阳能电站光伏组件选型

光伏组件是由若干个单独的太阳电池并、串连连接起来的组件,经过严密的封装而成。光伏组件的合理选择是光伏电站建设的一大要点,这也是当前设计和建设单位在经济技术方案分析上着重考虑的一个环节。以海南省东方市太阳能光伏项目为例,归纳出海南地区太阳能电站光伏组件的选型、性能、经济特性等内容。

太阳黑子本影振荡的多波段观测

基于多波段的观测数据,研究了黑子本影振荡在太阳大气不同高度或温度的振荡特征.目标黑子发生在2017年9月15日,位于活动区12680.多波段的观测数据包括AIA(Atmospheric Imaging Assembly)的极紫外成像及IRIS(Interface Region Imaging Spectrograph)的紫外光谱和成像.在太阳黑子的本影位置,AIA 1700Å光变曲线的振荡周期约为(4.2±0.8)min,而AIA 1600Å、171Å和193Å光变曲线的振荡周期约为(2.8±0.3)min.IRIS的Mg II h和k谱线及远紫外成像(2796Å)都表现为(3.1±0.5)min的准周期振荡,而谱线Si IV 1393.76Å的振荡周期约为(2.9±0.4)min.观测结果说明黑子本影的振荡周期随着太阳大气高度的升高而逐渐减小.较短的周期可认为是3 min振荡,很可能与黑子本影上方的慢磁声波有关,它起源于温度极小区并向上传播到日冕.较长的周期可解释为光球的5 min振荡,与太阳的P模振荡有关.