基于无人机摄影测量的建筑表皮光伏设计与效益评估

在建筑表皮部署光伏(PV)是有前途的策略,可以使建筑生产可再生能源并实现社会的碳中和目标。当前缺乏用于光伏建筑集成设计和效益评估的建筑精细化实景建模方法,难以对光伏的产能和视觉效果进行详细分析,形成合理方案。以无人机倾斜摄影测量技术为基础,结合参数化分析和美学设计方法,探索出用于建筑表皮光伏设计和效益评估的整体性方法。对天津市一教育性建筑进行了案例研究,得到了优化的光伏组件部署方案和产能潜力评估结果。为今后更多建筑的屋顶、立面光伏设计提供理论依据和方法借鉴。

基于PVsyst和Simulink的建筑主动配电系统光伏仿真设计

设计建筑主动配电系统一般需要先建立“源、网、荷、储”各系统模型,再对其进行仿真模拟,最终实现优化控制。光伏系统是建筑主动配电系统中“源”的重要组成部分,根据光伏电池的数学模型,在PVsyst和Simulink仿真平台中建立基于扰动观察法最大功率点跟踪(MPPT)的建筑主动配电系统光伏仿真模型,最后用实际工程案例进行验证。

(PV)应力模型在轴向柱塞泵摩擦副磨损可靠性设计中的应用

可靠性设计法所指的应力和强度均是广义的,本文在进行轴向柱塞泵可靠性设计时,定义(pv)值为作用在摩擦副间的应力 Y,许用[pv]值为强度 X,而且是随机变量。因为摩损失效是轴向柱塞泵的主要失效形式,所以本文通过建立摩擦副间的(pv)应力模型对轴向柱塞泵摩擦副进行磨损可靠性设计,从而提高其固有可靠度。

基于模型分析的光伏/热(PV/T)太阳能系统设计方法及应用研究

根据聚光PV/T热水太阳能系统的结构特点,分析聚光PV/T热水太阳能系统的设计参数,结合聚光PV/T热水太阳能系统的能量转换、存储和传输特性及用户对系统输出电能、热能的需求,建立聚光PV/T热水太阳能系统光电、热能量转换效率、热水温度及输出电能的设计优化理论模型。并利用设计模型分析不同设计参数对系统输出热、电能量的影响,有效简化聚光PV/T热水太阳能系统的优化设计过程。另外,设计聚光PV/T热水太阳能系统样机,并对其特性进行实验分析。结果表明,系统输出能满足农村家庭对照明电能、热水的基本需要,具有较好的实用性。

探讨集中式光伏项目光伏区施工组织结构矩阵模型

阐述光伏项目标段划分的惯例原则和小型光伏项目的组织结构,从专业维度和空间维度将集中式光伏项目常见的劳务分包模式及相应的组织结构抽象为组织结构模型,分析其优缺点,进一步探讨了具有普遍适用性的光伏区施工组织结构矩阵模型。

提高光伏发电经济性关键设计要点分析

我国光伏产业近年迎来迅猛发展,在新能源平价上网的规定要求下,如何提高光伏发电的经济性一直是各界关注焦点。光伏发电经济效益主要受初始投资、发电量、运维成本等因素影响。文章结合光伏电站平准化度电成本原则和方法,重点对影响光伏电站发电量的因素进行分析,提出为确保光伏电站经济效益最大化,需要结合项目特点,对光伏组件、逆变器等关键设备选择及容配比设置等关键设计要点进行综合全面的对比研究,从而得出最优的设计方案。以某100MW山地光伏发电项目为例,分析对比结果为:相同边界条件下,N型光伏组件转化效率、经济性优于P型组件,组串式逆变器的度电成本优于集中式,光伏电站度电成本随着容配比例提高出现先降后升趋势。

基于实例分析ESE避雷针在海外光伏电站中的应用

大型光伏电站由于占地面积大且多位于空旷多雷区,易遭受雷击。分析了光伏电站雷击危害,针对海外光伏发电项目,提出在光伏场区采用预放电(ESE)避雷针的方法,ESE避雷针具有体积小、阴影小、保护半径大等优点。结合实际光伏电站,提出了采用ESE避雷针时的设计方案,比较了ESE避雷针方案和常规避雷针方案的经济性。实际运行结果表明:ESE避雷针可以规范、有效、经济的保证光伏电站的安全运行。

不同截面条件下光伏支架次梁结构受力性能分析及优化设计

对不同截面条件下光伏支架次梁结构受力性能进行分析。根据实际的光伏支架次梁结构,建立相应的力学模型。选择合适的截面形状,并确定其尺寸参数。据实际应用场景,确定光伏支架次梁结构所承受的外部载荷。采用ED12梁单元建模,在模型中约束梁端平动自由度,优化载荷条件。计算风荷载标准值,雪荷载和组合荷载。运用有限元模型进行荷载分析,将光伏组件安装在次梁上,计算次梁的受力面荷载,判断其结构受力性能情况。研究表明:当截面高度为40mm时,试件的最大应力均不能满足规范设计要求,当高度不断增加达到55mm时,次梁结构的最大应力小于110MPa,峰值位移影响较小;当截面厚度为1.5mm时,梁的最大挠度大幅度下降。当厚度为3.0mm时,梁的最大挠度值变化程度不高,结构的刚度增长减慢。得到结论:截面厚度和截面高度对结构的最大应力和最大挠度值影响较大。

BIPV系统的设计、施工与监测

随着光伏建筑一体化(BIPV)技术的发展,光伏发电系统与整个建筑的内在联系更加紧密和多样化,对BIPV的设计、施工以及系统监测提出了新的要求,本文从系统工作原理,设计、施工要求,以及系统监测内容等方面进行阐述。

浅谈PVsyst软件在光伏发电项目阴影遮挡设计中的应用

在光伏发电项目设计过程中,由于光伏阵列布局不合理或周围环境影响,光伏组件经常会发生阴影遮挡问题,造成光伏发电项目发电量的损失。以天津市某光伏发电项目的设计为例,通过应用PVsyst软件,对项目所在地的光伏阵列之间的阴影遮挡及周边地形地貌的阴影遮挡进行模拟和计算分析,得出前后排光伏阵列间距及周边建构筑物阴影遮挡范围对光伏阵列的影响,验证了光伏阵列布局的合理性及准确性,以提高光伏发电项目的可行性及经济效益。研究结果可为光伏发电项目阴影遮挡设计提供参考,熟练采用相关光伏发电设计软件,能够更加准确测算项目的可行性,充分提高项目的经济效益。

PV系统中并联PFC Boost变换器的建模及稳定性设计

研究了太阳能PV系统下的并联结构PFC Boost变换器,与单模块PFC Boost变换器比较,并联多模块PFC Boost变换器结构更为复杂,为系统分析与设计带来了障碍。对多模块PFC Boost变换器建立了数学模型,此模型既可适用同步切换模式也可适用异步切换模式。n个多模块并联PFC Boost变换器并联工作于同步切换模式,即多模块的变换器可等效为单模块的变换器,简化了系统的建模方法,使电路的分析更为简单。由于输入电压波动范围比较大,存在占空比大于0.5的情况,必然会导致快标分叉,可对参考电流进行适当的斜坡补偿设计,以避免快标分叉的发生。通过simulink仿真,在相同斜坡幅值补偿下,异步切换模式下的PFC Boost变换器相比同步切换模式下PFC Boost变换器有着更宽的稳定范围。

公理设计解耦在工艺设计的应用研究

工艺设计通常设计过程复杂,且工艺变量之间存在耦合,缺乏科学设计理论分析和解耦。针对此问题,引入公理设计理论至工艺设计领域,首先将工艺设计过程看作是结构域与工艺域的映射,基于独立公理进行工艺设计过程的耦合机理研究;其次,应用层次分析法对工艺变量之间的交互关系进行量化,以确定最能影响设计迭代的关键耦合变量,并结合冲突解决原理提出解耦策略;最后通过特种车辆传动齿轮加工工艺的实例验证了该方法的有效性。

有轨电车车载光伏发电系统接入24 V直流母线方案及经济性分析

为了评估有轨电车车载光伏系统接入24 V直流母线方案的可行性及其经济性,以世界首列氢燃料电池混合动力100%低地板有轨电车为研究对象,设计了车载光伏发电系统,描述了该系统在有轨电车上的安装位置及安装尺寸。采用标准小时数法对有轨电车寿命周期内安装了透光组件后车载光伏发电系统的发电量进行了预测。详细介绍了有轨电车车载光伏发电系统接入24 V直流母线方案。研制了车载光伏样车,其电气系统由车载光伏发电系统、数据采集系统及辅助供电及储能装置等组成,并给出了车载光伏发电系统样车的电气拓扑图。构建了有轨电车车载光伏发电系统接入24 V直流母线方案的经济性模型,基于理论计算与样车测试开展了经济性分析。结果表明:3节编组有轨电车车顶铺设的铜铟镓硒薄膜电池发电量为19.11 kWh/d,3~4年即可收回成本。有轨电车车载光伏发电系统具有良好的经济性能。

半框架式光伏清洁机器人的结构设计与优化

针对框架式光伏清洁设备重量大,易对光伏板表面造成损伤的问题,设计了一款结构简单、布局合理的半框架式光伏清洁机器人,以行走机构支撑架为研究对象提出了一种轻量化方法。拓扑优化设计行走机构支撑架,实现模型结构优化,采用响应面优化设计获得支撑架最优尺寸。仿真结果表明:拓扑优化结合响应面优化后的模型质量相对于原始模型质量降低了47.6%,且所受等效应力和变形均满足设计需求;通过实验验证了机械结构设计的合理性,并且当机器人清扫速度达到120 r/min时,可以取得较好的除尘效果,当机器人清扫速度不变时,降低机器人行走速度可以提高除尘率。

会泽县六合光伏电站的优化设计与分析

云南省会泽县是中国太阳能资源最丰富的地区之一,光伏电站将成为该县经济与社会发展的支柱产业。基于提高光伏发电效率、降低成本、确保运行安全的设计原则,对位于该县六合村的六合光伏电站的设备选型和光伏阵列设计进行优化。通过市场调查和分析,确定光伏组件、逆变器和光伏支架的类型;基于SloarGIS气象数据库,利用PVsyst软件分析光伏组件接收的年总太阳辐射量与光伏组件安装倾角的关系,确定最佳安装倾角;根据地形坡面、太阳光线和光伏组件之间的几何关系,推导任意坡面下的理论光伏阵列间距,并利用Helios-3D软件分析实际地形下光伏阵列之间的阴影遮挡规律,实现光伏阵列的无阴影遮挡布置;基于光伏组件的质量标准,预测光伏电站年发电量。分析结果显示:光伏电站建成后预计25年总发电量为6253901.2 MWh;年平均发电量为250156.0MWh。

轨道交通沿线分布式光伏示范电站设计方案研究

目的:鉴于现阶段大多数轨道交通车站开始大规模铺设光伏发电设施,但缺乏如何利用轨道交通沿线资源进行光伏发电系统布置的科学研究及工程项目,为了提高光伏与建筑一体化发展,需要对我国轨道交通沿线土地光伏发电系统的设计方案进行研究。方法:介绍了我国首个应用于轨道交通沿线并网发电的装机容量为216 kW的轨道交通沿线分布式光伏示范电站及其能源管理系统的总体设计方案。基于在线监测获取的数据分析了光伏发电系统的平日发电量和出力相关性变化趋势;采用神经网络拟合模型,预测温度、湿度和光照强度对光伏发电系统瞬时功率的影响。结果及结论:影响光伏发电系统的关键影响因素主要为光照强度、温度及湿度。在光照强度为50 lx、湿度为40%的条件下,光伏示范电站的发电瞬时功率随着温度的上升而波动上升,且在15℃时达到峰值,而后波动下降。当湿度小于60%时,其对发电瞬时功率基本无影响;而当湿度大于60%时,发电瞬时功率随湿度的增加而快速减小。光照强度与光伏发电系统的瞬时功率呈正相关,且光照强度在50~200 lx与250~300 lx范围内趋于稳定,而在其他范围内近似线性增加。轨道交通沿线分布式光伏电站的选址应首要考虑光照强度,并尽量避免在高湿度及气候变化剧烈的地区建设。

山地光伏支架及其新型基础形式的应用分析

由于国家对能源的战略部署及其规划,山地光伏电站得到了迅速发展,为提高此类光伏电站的设计质量,增加其经济效益,以山地光伏电站的光伏支架(下文简称为“山地光伏支架”)结构及其基础形式为研究对象,对山地光伏支架设计采用固定式可调支架的必要性及其优势进行分析,并对设计、施工时的控制要点进行说明;对能与固定式可调光伏支架结合的微孔钢管灌注桩基础的受力性能及其优势进行介绍,并指出了其设计控制参数。以期可为固定式可调光伏支架及其微孔钢管灌注桩基础的设计应用及推广提供一个安全、经济的比选方案。

沪滇临港昆明科技园分布式光伏发电项目设计研究

以实际工程为例,从光伏组件选型、逆变器选型、光伏组件方位角和倾角确定、阴影遮挡计算、光伏组串设计和接入方案确定等方面,对分布式光伏发电系统设计的要点和难点进行分析,完整展示分布式光伏发电系统设计过程。

在铁路弓网上方安装光伏发电系统的方案探讨

在铁路弓网上方安装光伏发电系统的方式即光伏化弓网,其能为铁路沿线提供电能供应,并减少恶劣天气对铁路运营的影响。分析了采用光伏化弓网时,雨雪、覆冰、横向风、接触线硬点对铁路线造成的影响;对光伏发电系统的主要设备进行对比选择并估算发电量,简算列车风对光伏组件的影响;并探讨如何在不影响铁路运营的情况下,对已有的铁路弓网进行光伏化改造。分析结果显示:光伏化弓网能够降低雨雪、覆冰、横向风、接触线硬点对铁路运行的影响,且易于安装和维护,具有较高的实用价值。

新能源光伏工厂设计要点解析

随着我国“双碳”目标的提出,新能源光伏产业又一次迎来了巨大的发展期,经过多年的技术探索、生产革新,光伏发电工艺经历了几次大的产品迭代,生产厂房的通用建造要求也基本成形。光伏工厂通常建筑体量大、建造周期短、厂务系统复杂,通过对此类工厂设计要点的整理和研究,可以帮助设计者快速了解生产的特殊需求,找到解决问题的正确方式,从而提高设计成果的合理性,为工厂平稳生产提供有效的技术保障,最终助力我国“双碳”目标早日达成。