一种光伏组件变频跟踪站控制系统的架构设计

为了提高光伏组件追踪系统的转换效率,给出一种采用镜面反射倾斜10°~15°角与光伏组件安装,光伏组件利用方位角和高度角定位、单片机驱动光伏组件机架的单轴或双轴变频旋转,利用传感器与程序混合控制镜面反射和光伏组件上的光电池与温度传感器,实时采集直射太阳光和斜射太阳光,显著提升一种带有镜面反射的光伏组件变频跟踪系统的最大功率跟踪和转换效率。将该系统作为基本单元,进行并联形成新的光伏方阵、通过与PLC,通讯设备及逆变器、变压器等构成"光伏组件变频跟踪站控制系统"。该系统经测试,结果表明,9:00~18:00该光伏组件变频跟踪站控制系统平均光电转换效率提高125%以上,带有镜面反射的光伏变频跟踪系统高于普通双轴追踪发电效率。

基于指数分布优化器的混合光伏-温差系统最大功率点跟踪

为解决混合光伏-温差(photovoltaic thermoelectric generator,PV-TEG)系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)问题以提高能源转换效率和利用率,提出了一种基于指数分布优化器(exponential distribution optimizer,EDO)的混合PV-TEG系统MPPT技术。EDO通过模拟指数分布的随机变化来搜索潜在的解空间,由于随机性,算法可有效避免在局部遮蔽条件(partial shading condition,PSC)下陷入局部最优,并在搜索空间中广泛探索以找到最优解。算例研究包括启动测试、太阳辐照度阶跃变化、随机变化、香港地区四季实际算例4个部分,并与其他5种算法进行对比分析,以较为全面地验证所提EDO技术在混合系统MPPT应用中的可行性和有效性。仿真结果表明,采用EDO的混合PV-TEG系统在不同运行条件下均能稳定、高效地实现最优越的MPPT性能,尤其是在春季低辐照度的条件下,EDO产生的能量分别超过蜻蜓算法(dragonfly algorithm,DA)、增量电导法(incremental conductance method,INC)、扰动观测法(perturbation observation method,P&O)能量输出的68.85%、66.13%和59.69%。

基于柔性光伏组件的重型卡车驾驶室供能系统的实验研究

中国重型卡车保有量大,驾驶员工作强度极大,驾驶室内空间有限且封闭,提高驾驶员的热舒适性对于缓解其疲劳、提高行车安全性具有重要意义。为在提高驾驶员热舒适性的同时减少重型卡车的能源消耗,研发了一套基于柔性光伏组件的重型卡车驾驶室供能系统,以国产重型卡车中销量最高的车型为例搭建了重型卡车驾驶室实物模型,对使用柔性光伏组件供电和半导体制冷装置实现驾驶室局部温度控制和充放电技术集成的应用方法进行了探索,并通过实验从局部温度控制策略、光伏发电与变负载充电关系这两个方面对本供能系统设计的合理性进行了验证。研究结果表明:以长沙地区为例,经计算,重型卡车(平稳运行时)驾驶室内的夏季制冷总负荷为3995 W,使用6组(共18片)半导体制冷片组即可达到驾驶室局部的制冷效果。使用人工环境箱模拟长沙地区夏季、冬季环境温度进行局部温度控制效果实验,本供能系统的制冷和供暖效果均可满足人体的热舒适性需求,验证了所提出局部温度控制策略的可行性。根据光伏发电与变负载充电实验,1块XZL-A100型单晶硅柔性光伏组件的年发电量约为13.3 kWh,本供能系统的光伏发电模块采用6块单晶硅柔性光伏组件并联,发电量可以满足重型卡车驾驶室局部温度控制的用电需求。

光伏组件表面积灰监控系统设计与实现

光伏组件表面积灰会影响组件的发电效率,降低光伏电站运行的经济性。为了能够监测光伏电站中组件表面的积灰状态,进而基于监测数据进行光伏电站清洗运维优化方法的研究,提出一种光伏电站组件表面积灰监控系统。该系统中,下位机采用STM32F407微处理器扩展ADS1256模数转换器采集与积灰相关的多种传感器信号,并通过无线传输模块将数据传给上位机监控软件。基于LabVIEW开发的上位机监控软件通过串口接收数据,处理并存储数据后,根据相应数据对光伏电站的清洗时间进行优化。经过实验测试,本系统能够准确地采集、传输、处理和储存数据,监测光伏电站组件表面的积灰状态并实现电站清洗时间的规划,对光伏电站清洗运维优化有重要意义。

基于大数据的光伏组件生产智能控制系统设计

本研究探讨了大数据技术在光伏组件生产工艺中的应用,旨在解决生产效率和产品质量的优化问题。本文实时采集和分析大量生产数据,设计了一个智能控制系统,在生产过程中进行智能化管理和控制。系统测试表明,该智能控制系统能显著提高生产效率,提升产品质量,有效降低能耗。基于大数据技术的光伏组件生产工艺智能控制系统有效地解决了光伏组件生产中的关键问题,提高了生产过程的智能化水平。该研究为光伏产业技术进步和可持续发展提供了有力支持,展示了大数据技术在提升生产工艺效率和产品质量方面的巨大潜力。

沙漠光伏发电站跟踪系统的设计应用与创新研究

为了提升光伏发电在荒漠治理中的应用,文章针对沙漠光伏电站中的平单轴跟踪系统的安装布置,控制系统设计,对地面的透光率以及结构防风沙设计等方面展开研究,提出了适用于沙漠电站的跟踪系统的关键技术,使跟踪系统在精准跟踪太阳,保持最大功率输出的同时,进一步适应沙漠光伏电站,特别是光伏与林业结合的综合治理电站。

基于575W_(p)及以上光伏组件的沙漠光伏跟踪支架安装技术及发电效率分析

旨在探讨基于575W_(p)及以上光伏组件的沙漠光伏跟踪支架安装技术及其对发电效率的影响。通过对沙漠环境中光伏系统的特殊要求进行分析,结合光伏组件和跟踪支架的特点,提出了一套适用于沙漠环境的跟踪支架安装技术方案。研究方法包括现场勘察、基础施工技术和安装调试过程,并通过实际测试数据评估不同跟踪模式下的发电效率。研究结果表明:合理的跟踪支架安装技术能够显著提升光伏系统在沙漠环境下的发电效率,具有较高的实际应用价值。为沙漠地区大规模光伏电站的建设提供了技术参考。

基于红外热图像的光伏组件缺陷检测系统研究

在实现碳达峰、碳中和“双碳”目标这一背景下,光伏等新能源的发展面临着很好的机遇。实际运行中太阳能组件的遮挡、隐裂等缺陷,常导致光伏电站设备出现故障,严重影响光伏电站的发电能力。而光伏组件的缺陷检测可以通过红外热图像来实现,一般情况下,红外热图像是以RGB颜色空间的形式呈现的。然而,RGB颜色空间不能提供用于图像处理的有效直观特征。因此,将红外热图像从RGB颜色空间转换到HSI颜色空间,是为了提取更有效的图像特征。通过研究将光伏组件的缺陷从背景图像中分割出来,以便达到缺陷诊断的目的,应用中能更好的实现光伏组件故障检测。

基于高效率光伏组件的电力系统设计与优化

在世界范围内,人们对洁净能源的要求越来越高,而太阳能光伏发电是一种可持续发展的新能源。高效光伏发电装置的广泛应用,对电网的优化设计提出了新的要求。为了改善电网的运行性能、可靠性和经济性,本文研究了利用高效的太阳能电池模块进行系统的设计和优化。本项目拟在分析光伏发电模块特点的基础上,根据电网的实际需求与约束,提出一套基于分布式光伏发电系统的设计与优化方法,并进行仿真与试验验证。

光伏系统最大功率点跟踪技术及其在微电网中的应用

最大功率点跟踪(MPPT)技术在光伏系统中十分关键,能显著提高光伏系统的发电效率。基于此,文章介绍了光伏系统中MPPT技术的必要性、基本原理、主要算法和性能评估,重点探讨了MPPT技术在微电网中的应用,并提出了一种基于改进扰动与观察法的MPPT控制策略,能快速、准确地跟踪最大功率点,并适应微电网的频繁功率波动。仿真和实验结果表明,该策略能有效提高微电网中光伏系统的发电效率,增强微电网的稳定性和可靠性。

分布式光伏系统中组件运行状态判断

设计一种适用于分布式光伏系统的模块化级联结构,各发电模块由光伏组件和独立的功率变换单元构成。当模块有限的调节能力不能完全解决光伏组件失配问题时,利用模块化级联结构对发电模块的下行控制,获取各发电模块对系统发电性能的实际增益,对组件运行状态进行分类判断,并进行系统控制,有助于提高分布式光伏电站的发电能力。

光伏幕墙辅助双源热泵系统在不同地区的多目标优化配置

为克服单一可再生能源应用的局限性,提出一种光伏幕墙辅助双源热泵系统。利用TRNSYS建立仿真模型,以系统能耗和生命周期成本为目标函数,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),对不同地区系统配置规模进行多目标优化设计,并利用加权和法确定均衡解。结果表明:哈尔滨、长春、沈阳3个地区优化后的系统运行能耗比优化前分别增加5.9%、5.0%和3.9%,生命周期成本降低13.6%、17.1%和12.9%;与单目标优化相比,多目标优化在兼顾性能的前提下能明显降低生命周期成本,具有明显的优势。

农田灌溉光伏水泵系统性能测试分析

【目的】探究农田灌溉光伏水泵系统综合用能需求特性,提高该系统性能可靠性和实用性。【方法】基于高效水泵和研发的逆变器,构建了农田灌溉光伏水泵系统,结合系统装置构成与运行特点,对不同扬程运行工况下的电性能参数和扬水效率特性及水泵流量与功率特性等进行测试分析。【结果】在一定太阳辐射强度范围内,调速运行的水泵流量与输出频率有较好一致性;稳定运行时段的水泵流量可达到2 m^(3)·h^(-1);定扬程24.8 m下,系统最大扬水效率达12.7%,日平均扬水效率11.6%,日扬水量13.1 m^(3);当扬程降低到14.0 m时,最大扬水效率和日平均效率分别比前者低3.2%和3.6%,表明减低扬程并不一定能提高系统扬水效率,但对输出流量有影响。【结论】该农田灌溉光伏水泵系统配置稳态和动态性能良好,扬水能力可满足省水微灌和植被绿化等基本农业生产需要。

基于PVsyst的“跟踪支架+双面组件”光伏发电系统的发电量评估方法研究

以内蒙古自治区鄂尔多斯地区某个拟转移所有权的新建光伏领跑者项目为例,对双面光伏组件分别与平单轴和斜单轴跟踪支架结合时光伏发电系统第0年的理论上网电量进行分析,进而得到该项目寿命期内各年的理论上网电量、等效满负荷利用小时数,以及25年的理论年平均上网电量和年平均等效满负荷利用小时数。结果显示:计算得到的项目年平均等效满负荷利用小时数低于可研设计值,高于根据实际上网电量测算得到的值。以期可为项目收购决策和经济性分析提供科学参考及依据。

基于并联机构的光伏组件跟踪系统设计

首先介绍了光伏组件角度设计、不同类型光伏发电系统对光伏阵列的要求、最佳光伏阵列应满足的条件,其次对常用跟踪系统进行了分析比较,针对其不足之处,提出了改进意见,最后阐述了基于并联机构的光伏组件跟踪系统设计方案。

双面光伏组件与光伏跟踪系统相结合的应用研究

针对双面光伏组件与光伏跟踪系统相结合的应用进行了研究,分析了不同安装形式、不同安装位置、不同地面类型时,双面光伏组件的发电特性。研究结果可为日后光伏跟踪项目的设计提供依据。

双面光伏组件与单轴跟踪相结合的光伏发电系统发电量研究

对比分析了采用"最佳固定倾角+双面光伏组件"与采用"斜单轴跟踪+双面光伏组件"2种方案的光伏发电系统的理论发电量与实测发电量情况,结果表明,实测与理论较为吻合,"斜单轴跟踪+双面光伏组件"的方案具有一定的应用参考价值。

光伏发电系统中最大功率点跟踪算法的研究

针对光伏发电系统中最大功率点跟踪算法,阐述和评价了目前国内外出现的众多自寻优算法及非自寻优方法的原理和特点,并从算法原理角度归纳了3种基本自寻优算法即恒定电压法、扰动观测法、增量导纳法。同时,应用MATLAB软件,详细对比和分析了同一条件下(包括辐照度、温度、负荷)此3种基本自寻优算法的追踪效果及品质。通过仿真结果比较,总结了3种算法的特点及适用范围。

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真

根据光伏阵列的特性,开发了光伏阵列的通用仿真模型,该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性。分析了光伏并网发电系统最大功率跟踪的算法,针对最常用的最大功率跟踪方法——扰动观察法的不足,提出了一种新的最大功率跟踪的新算法。在Matlab/Simulink下进行了建模与仿真。仿真结果表明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效地避免跟踪的偏差,能够准确地跟踪太阳能电池的最大功率点,有效地提高光伏电池的输出效率,其动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能。

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。