沙漠环境沙尘覆盖下的光伏组件输出特性研究

采取野外测试与实验室测试相结合的方法，对内蒙古库布齐沙漠环境下的光伏组件输出特性进行研究分析。结果显示：自然沙漠环境下，积尘时间和安装倾角对沙尘覆盖下的光伏组件的输出功率均有较大影响。光伏组件暴露在自然环境下10个多月不做人工清洗，其输出功率损耗率最大可达30％；与此同时，实验室的测试结果表明，随着组件表面积尘密度的增加，组件的转换效率呈对数衰减。

激光无线能量传输效率的实验研究

为了提高激光无线能量传输系统的转换效率,基于单结GaAs光电池的工作原理,用调节照射光电池的激光参量的方法,从理论上对激光无线能量传输系统的有关部分进行了优化设计,并通过实验研究了激光波长、激光强度等因素对光电池能量转换效率的影响。结果表明,单结GaAs光电池对单色激光的光电转换效率远高于传统的单晶硅电池,最高转化效率可达61.2%。该结果对于激光无线能量传输技术的应用具有一定参考价值。

基于DSP和FPGA的光伏并网控制器设计与实现

提出一种DSP和现场可编程门阵列(FPGA)双CPU结构的新型单相光伏并网控制方案。DSP负责基于压频转换器的高精度数据采集、最大功率点跟踪算法和电压控制环,并将计算出的最大功率点跟踪电流通过串行外围设备接口(SPI)通信方式传送给FPGA;FPGA负责新型电网电压数字锁相环算法、电流环无差拍控制和正弦脉宽调制(SPWM)驱动算法,并通过光耦HCPL-316J驱动电路控制逆变器各桥臂开关的通断。该方案被应用于一台5 kW单相光伏并网逆变器中。实验表明:该控制器集DSP快速运算性能和FPGA的高可靠性于一体,并网运行性能好。

太阳能电池效率的影响因素分析

太阳能电池作为光伏发电系统的核心单元,其能量转换效率和成本的高低直接影响光伏发电系统的应用。如何提高效率,降低成本是光伏技术工作者的核心任务之一。太阳能电池的转换效率是由其输出参数开路电压、短路电流和填充因子决定的。通过分析材料的禁带宽度、少数载流子寿命、表面复合、温度、寄生电阻等对其输出参数的影响规律,最终得到其对太阳能电池效率的影响规律,并针对性地提出提高效率的方法,对太阳能电池的发展与应用将具有一定的推动作用。

基于MPPT控制策略的光伏电池建模与仿真

太阳能作为当前最具发展潜力之一的可再生能源,将会在今后的能源结构中发挥重要的作用。光伏发电中进行能量转换的最基本单元是光伏电池,通过对光伏电池进行数学建模,并根据其仿真模型分析,能掌握光伏电池的输出特性。光伏电池利用率的高低受各种因素的影响,为了使光伏阵列在任何外界条件下,都能输出当前工况下最多的能量,本文采用最大功率点跟踪策略对其控制。本文推导了光伏电池的数学模型,且选择合适的最大功率跟踪策略对其控制,通过Matlab仿真验证其MPPT控制策略的有效性和正确性。

有机光伏器件的激子阻挡层的工作机制(英文)

研究了有机光伏器件的激子阻挡层(EBL)的工作机制,对于像bathocuproine(BCP)和bathophenanthroline(Bphen)这样的电子阻挡层,主要利用的是他们的强的电子传输能力。而像copper phthalocyanine(CuPc)作为电子阻挡层则可利用它大的空穴传输能力和较低的HOMO能级。我们还发现当CuPc厚度为10～30nm时,CuPc表现出比BCP和Bphen高的EB特性。文中还较为详细地叙述了CuPc作为电子阻挡层的运行机制。

改进电导增量法在提高光电转换效率中的研究

为有效利用太阳能,光伏发电系统必须对光伏电池的最大输出功率点(MPP)进行跟踪。通过对现有的最大输出功率点跟踪(MPPT)算法进行比较研究,提出了一种结合恒定电压跟踪法的小步长电导增量算法,并对其进行Matlab仿真。仿真结果表明,该改进算法不但能快速跟踪MPP,动态性能好,而且对光照强度突变具有快速适应性,能更高效地利用太阳能。该算法的仿真研究对实际系统试验具有很好的指导作用。

太阳能光伏发电效率的影响因素

对影响太阳能光伏发电效率的因素:太阳光的辐射量、太阳能光伏组件的特性和质量、逆变器整机效率和最大功率峰值跟踪等进行分析,提出了提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题。

阴极缓冲层对有机太阳能器件性能的影响

分别选用LiF、8羟基喹啉铝(Alq_3)和浴铜灵(BCP)作为阴极缓冲层,制备结构为氧化铟锡(ITO)/酞菁铜(CuPc)/富勒烯(C_(60))/阴极缓冲层/Al的异质结有机太阳能电池,并研究有无缓冲层对器件性能的影响。结果表明:引入缓冲层后,器件的开路电压和短路电流密度及填充因子均有很大的提高。缓冲层的厚度对器件的性能影响很大,通过优化缓冲层厚度,以LiF、Alq_3和BCP为缓冲层的器件的能量转换效率相比没有缓冲层时分别提高了374%、362%和1086%。

关于光伏发电快速电池模拟器设计

在光伏发电系统优化设计中,为节省研发成本,提高设计效率,一般会采用光伏电池模拟器代替光伏电池进行相关实验。由于光伏电池数学模型是一个超越方程,运算过程特别复杂,而且输出具有非线性特性。传统的PID算法很难达到理想的控制效果,因此提出了一种采用光伏电池简化模型和模糊PID算法的快速光伏电池模拟器,采用BUCK-BOOST直流变换电路,TMS320F2812控制单元完成信号采样、数据计算和PWM输出。最后通过MATLAB和光伏电池模拟器样机对光伏电池在负载突变时的动态性能进行仿真和实验分析,实验结果与理论分析一致,验证了光伏电池简化模型和模糊PID算法的模拟器具有动态响应速度快、超调量小的优势,能很好的满足应用研究需求。

基于激光的无线能量传输技术

航天事业的发展以及新能源技术的开发,是我国科研事业的重要组成部分。随着激光技术飞速发展,空-空、空-地的激光无线能量传输技术也越来越受到重视。同时激光器技术以及高效光电转换材料的日趋成熟,也使得空间无线能量传输的可行性逐步提高,并成为各国空间科学研究的热点。文章讨论了激光无线能量传输技术的国内外进展及应用,分析了激光能量传输技术的优势及关键技术。

便携式光伏电池特性测试仪

太阳能作为新型可再生能源,已经得到社会广泛的重视和认可。在光伏电池不断发展的今天,越来越期望能提高光伏电池的光电转换效率。而这其中最为关键的问题是:由于光伏电池组由许多光伏电池单元组成,如果这些电池单元之间的特性或者性能不一致或不相近,就可能导致不必要的能源浪费,甚至会出现减少电池寿命的现象。在对光伏电池的特性分析和检测方法研究的基础上,设计了基于低功耗单片机的便携式特性测试仪,对光伏电池单元特性进行测量分析,为各种光伏电池的组装提供科学的数据。

硅纳米线阵列光伏电池及其广角光伏转换

采用金属援助刻蚀和溶液填充的方法,构筑了原理型Si/导电聚合物(聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐,PEDOT:PSS)核壳纳米线阵列光伏电池。电池的光伏转换效率不依赖于入射光强,达到了6.8%。改变入射光角度,表征了电池的广角光伏转换性能。入射角在45°范围内的有效光电转换效率相对于正入射的光伏转换效率仅降低12%。实验结果表明,纳米线阵列结构的光伏电池有益于广角太阳能转换。