Effect of Shape of the Absorber Surface on the Performance of Stepped Type Solar Still

In this work, we have selected three number of stepped type solar stills of the same overall dimensions 620 mm (W) × 808 mm (L) but with different absorber surface areas due to the variation in the shape of the basin surface. The other design parameters like depth of water, thickness of glass cover, insulation thickness, type of condensing cover, absorbing material provided over the basin, and angle of inclination of the still were kept constant to study the effect of shape of the absorber surface over the distillate yield obtained. The shape of the absorber surface provided in the basins of solar stills A, E and F was flat, convex and concave respectively. When the convex and concave type stepped solar stills are used, the average daily water production has been found to be 56.60% and 29.24% higher than that of flat type stepped solar still respectively. Also an economic analysis was made. The payback period of flat type, convex type and concave type stepped solar still is 823 days, 525 days and 637 days respectively. Thus, the convex type solar still gives the returns within the least possible time as compared to other two types of stepped solar stills. The laboratory tests were conducted to test the quality of water after distillation. The tests indicate that the quality of water in terms of pH, electrical conductivity, total hardness, TDS, Alkalinity, Nitrates etc. is well within the desirable limits as prescribed by WHO for Indian specific conditions.

On theories of solar type Ⅲ radio bursts

In solar radiophysics,many theories for type Ⅲ bursts have been proposed during the past 60 years.Almost all these theories are based on the plasma hypothesis,which assumes that(i)the radiation is mainly generated by Langmuir waves via nonlinear processes and(ii)the radiation has frequencies close to the local plasma frequency and/or its second harmonic in the source region. We feel strongly that it is time to advocate an alternative approach without recourse to the plasma hypothesis.This brief discussion explains why.

Theoretical and Experimental Studies of a Box-Type Solar Cooker in Unfavorable Climatic Conditions

A box-type solar cooker with an inclined surface, equipped with a concentration reflector to allow maximum energy to be collected, enabled cooking tests to be carried out in the rainy season. Different thermocouples were implanted on various places of the cooker. The temperature measurements from these sensors were taken every 10 minutes. The tests presented in this article relate to the preparation of eggs and rice. The absorber temperatures during the tests exceeded 100°C. The cooking times were between 1 h 50 min and 2 h 20 min despite the numerous cloudy periods. The cooker made it possible to reach sufficient temperatures for healthy cooking of food. The results obtained for these first tests are satisfactory and very encouraging.

Electrochemical Characterization of Rapid Discharge Sintering (RDS) NiO Cathodes for Dye-Sensitized Solar Cells of <i>p</i>-Type

Nickel oxide (NiO) thin films with thickness ranging in the interval 0.2 - 3.5 μm have been deposited onto conductive transparent substrate via the method of plasma-assisted rapid discharge sintering (RDS) with microwave heating starting from NiO nanoparticles with diameter 50 nm. The optical and electrochemical properties of the RDS NiO films in the pristine state were characterized in non aqueous electrolyte with the solvent 3-methoxy-propionitrile (3-MPN). Upon electrochemical cycling of NiO in 3-MPN we observed two characteristic oxidation peaks referring to the two nickel centred processes Ni(II)→Ni(III) and Ni(III)→Ni(IV), which are both localized prevalently on the surface of the metallic oxide. The oxide films prepared with the RDS method were also sensitized with different types of commercial dyes, either organometallic (N719, black dye) or organic (squaraine 2, erythrosine B), to compare the corresponding p-type dye-sensitized solar cells (p-DSCs). All dyes here employed matched the energies of their frontier orbitals with the upper edge of NiO valence band and the redox level of the triiodide/iodide couple. The comparison of the performances of the p-DSCs based on RDS NiO which differed exclusively for the nature of the sensitizer showed that the extent of electronic conjugation in the structure of the dye is crucial for the control of the photovoltaic performance of the corresponding p-DSC.

AlO_x prepared by atomic layer deposition for high efficiency-type crystalline silicon solar cell

The influence of atomic layer deposition parameters on the negative charge density in AlOx film is investigated by the corona-charge measurement. Results show that the charge density can reach up to -1.56×10^12 cm%-2 when the thickness of the film is 2.4 nm. The influence of charge density on cell conversion efficiency is further simulated using solar cell analyzing software （PC1D）. With AlOx passivating the rear surface of the silicon, the cell efficiency of 20.66% can be obtained.

低能耗组装式深冬生产型日光温室环境因子变化及番茄性状分析

【目的】研究低能耗组装式深冬生产型日光温室对室内环境因子以及番茄生长与产量的影响,为该新型温室越冬茬番茄栽培提供数据支持。【方法】选取低能耗组装式深冬生产型日光温室(新型温室)为试验温室,传统砖墙结构日光温室为对照温室,分析试验温室和对照温室的环境差异性对越冬茬番茄生长发育与产量品质的影响。【结果】新型日光温室空气温度相对于砖墙日光温室空气温度,其夜间增温效果提高14.7%,其昼间增温效果降低7.35%;夜间室内表层土壤温度提高30.1%,-50 cm土壤温度提高20.85%;空气相对湿度降低20.85%,日光照辐射量提高12.20%。新型日光温室较之传统砖墙日光温室,其平均株高提高约32%,平均茎粗增加约9.2%。新型日光温室更有利于番茄生长发育。新型日光温室番茄单位面积产量、番茄单果重以及VC含量较之传统砖墙日光温室,分别提高17.28%、12.72%和14.34%,尤其在番茄单位面积产量上,其增益效果明显。【结论】新型日光温室在夜间保温性能方面明显优于传统砖墙结构日光温室,其更大的空间结构降低了室内空气湿度进而提高了温室光照总辐射,间接提高作物光合作用能力。新型日光温室相比于传统墙体日光温室,其番茄整体产量更高。相比于传统砖墙温室,新型日光温室的总体优势大,其竞争力强,实用性、经济效益均佳。

Nanomorphology in A–D–A type small molecular acceptors-based bulk heterojunction polymer solar cells

Recent developments in acceptor–donor–acceptor(A–D–A) type non-fullerene acceptors have led to substantial improvements in bulk-heterojunction polymer solar cells efficiency. The device performance strongly depends on photoactive layer morphology, as the molecular packing, donor–acceptor interface and phase separation significantly affect the charge-transfer states and charge carrier dynamics. In this review, we start with a brief introduction of the techniques most effectively utilized to characterize multiphase morphology. Then, we summarize recent progress in A–D–A type acceptors, with the emphasis on understanding the molecular structure–morphology–performance relationships. Finally, an outlook on correlating morphological characteristics with photovoltage losses is presented for further improving device performance.

n-nc-Si:H低温制备工艺及其在柔性钙钛矿太阳电池中的应用

【目的】为在低温工艺下制备出适用于柔性钙钛矿太阳电池的高性能电子传输层,需要对电子传输层材料及制备条件进行研究。【方法】将n型氢化纳米晶硅薄膜作为柔性钙钛矿太阳电池电子传输层,研究衬底温度对薄膜性能的影响,并优化电子传输层与钙钛矿层界面处理工艺和结构。【结果】得到暗电导率、光透过率、表面形貌适用于柔性钙钛矿太阳电池电子传输层的n型氢化纳米晶硅薄膜低温制备条件,经过界面优化处理的柔性钙钛矿太阳电池转换效率达到14.66%。【结论】在低温工艺下制备出了高性能的电子传输层及柔性钙钛矿太阳电池,对进一步开展叠层钙钛矿太阳电池的研究具有指导意义。

基于天气分型的水平面总辐射及散射辐射建模分析

为获得无太阳辐射观测地区的水平面总辐射及散射辐射量提出一种组合模型。首先通过日照百分率将天气情况分成3类,在此基础上,探究总云量、气溶胶等气象环境因子对水平面总辐射的影响,构建水平面总辐射线性模型;其次,考虑不同天气类型下气象环境因子的特征,建立基于高斯过程回归(GPR)的散射比和散射系数模型,进而获得散射辐射量;最后,得到每种天气类型下最优水平面总辐射模型与散射辐射模型构成的组合模型。结果表明,所提组合模型可有效提高水平面总辐射与散射辐射的预测精度。

太阳能光热发电并网的综合效益量化评估方法

构建新型电力系统,是实现“双碳”目标的关键抓手。强随机性与低惯量特性将成为新型电力系统的重要特征。相比风电、光伏发电技术,太阳能光热发电技术集成太阳能利用、旋转同步发电机与高性价比的大容量储热为一体,是具有灵活调节能力与旋转惯量支撑的清洁发电技术,可在电力系统中承担与火电相似的“压舱石”角色。当前,光热发电的技术成本相对较高,灵活效益与惯量效益等亟待全面综合评估。该文从能量效益、灵活性效益、惯量效益以及碳减排效益4个方面分析了光热发电在高比例可再生能源电力系统中的综合效益,并提出了解析化的综合效益定量评估模型与方法。算例结果表明,相比于仅考虑能量效益,综合效益提高了41.27%。

考虑多类型电解槽差异化特征的分布式电热氢系统优化设计

为了提升可再生能源利用率和分布式电热氢系统的经济性和环保性,从风光发电的强波动性和多类型电解槽的差异化特征出发,建立了多类型电解槽统一模型,提出了考虑多类型电解槽差异化特征的分布式电热氢系统优化设计方法,综合利用碱性电解槽、质子交换膜电解槽以及固体氧化物电解槽在经济性、灵活性和高效性方面的差异,分别消纳不同波动特征的可再生能源。算例结果表明,该方法能够综合利用多类型电解槽的差异化特征,使多类型电解槽的运行灵活性与风光出力波动相匹配,综合提升分布式电热氢系统的经济性和环保性。

p-a-SiC:H降低晶体硅异质结太阳能电池寄生损失的研究

使用宽带隙的p型氢化非晶硅碳(p-a-SiC:H)薄膜作为晶体硅异质结(SHJ)太阳能电池的窗口层,使用时域有限差分法(FDTD)模拟证明,p-a-SiC:H不仅能明显降低窗口层的短波寄生吸收损失,而且可以减少SHJ太阳能电池的反射损失,从而增强SHJ太阳能电池的光谱响应。实验结果也证明,使用优化的p-a-SiC:H窗口层可以提升SHJ太阳能电池的短路电流(J_(sc))达1.4 mA/cm^(2),电池光电转化效率达到了21.8%。这主要是由于p-a-SiC:H低的寄生吸收以及使用p-a-SiC:H窗口层降低了SHJ太阳能电池的反射损失所致。

HJT太阳电池光注入退火工艺的增效研究

在异质结(HJT)太阳电池制备过程中,低温固化工艺后对太阳电池进行光注入退火可以实现太阳电池光电转换效率提升。研究了HJT太阳电池n面进行光注入退火处理时,光注入退火时间、光注入退火温度,以及双面光注入退火对光电转换效率提升的影响,同时还分析了光注入退火处理对不同光电转换效率档位HJT太阳电池增效的影响。结果表明:1)随着光注入退火时间的增加,HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后基本保持稳定;2)随着光注入退火温度的增加,HJT太阳电池光电转换效率提升幅度先增加后减小;3)太阳电池双面都进行光注入退火处理不能达到光电转换效率叠加提升的效果;4)光注入退火处理对光电转换效率低的HJT太阳电池的增效效果更好,主要是因为此类太阳电池内部及表面的缺陷更多。

太阳高能粒子强度与日冕物质抛射及其Ⅱ型射电暴的关系

本文选取了第24太阳活动周2010年1月至2014年9月期间的快速、大角宽日冕物质抛射(CME)事件,结合不同约束条件下Richardson(2014)太阳高能粒子(SEP)强度经验模型输出结果,分析了CME属性、先行CME(pre-CME)、Ⅱ型射电暴等观测特征对SEP强度的影响,探讨了SEP事件的产生及其强度与这些特征的关系.主要结论如下:1)快速CME前13 h内是否存在pre-CME对模型预测效果和快速CME是否产生SEP事件有明显影响,但pre-CME的数量对模型输出结果没有明显改善.2)相比于无Ⅱ型射电暴伴随的快速CME而言,伴随Ⅱ型射电暴的CME爆发产生SEP事件的误报占比明显更低(42%),以此为约束条件,可更加突显大SEP事件(如峰值≥0.01 pfu/Me V)的模型预测值与观测值的关联;如果考虑射电增强,则SEP事件的误报占比可进一步下降至29.4%,模型预测效果显著提升.3)Ⅱ型射电暴的起始频率和结束频率对误报占比的影响不大,以此作为条件约束对模型预测效果提升不明显.4)如考虑Ⅱ型射电暴的细分类型作为模型约束条件,伴随多波段Ⅱ型射电暴的CME比单一波段事件具有更好的模型预测效果,如m-DH-kmⅡ型射电暴事件,具有较低的误报占比(35.4%),准确率较高.研究结果显示,除了CME的速度和角宽参数外,pre-CME、Ⅱ型射电暴及其增强、多波段类型等特征作为CME产生SEP事件的约束条件,SEP预测强度与观测强度具有较好的一致性,可以获得较优的模型预测效果.这也进一步表明了伴随有pre-CME、多波段Ⅱ型射电暴及其增强的快速大角宽CME更容易产生SEP事件,这些特征可作为SEP-rich类CME的辨别信号.

考虑风光不确定性与灵活性指标的园区综合能源系统最优调度

针对风光高渗透率的园区综合能源系统调度过程中灵活性不足的问题,提出一种考虑风光不确定性与功率型灵活性指标的园区级综合能源系统日前调度策略。在调度模型中通过机会约束理论对风光的不确定性提供备用服务,利用功率型灵活指标对灵活性供给进行量化评价,在此基础上构建兼顾经济成本与灵活性供给的日前优化调度模型,采用混合整数规划的方法求解;仿真结果表明,该调度策略有效保证了系统运行的灵活性与经济性。

日光温室装配式椭圆骨架节点试验研究与有限元分析

为提高温室骨架受力性能,证明装配式骨架在日光温室结构中的可行性,并优化日光温室骨架的装配设计,以陕西省杨凌区某日光温室为研究对象,选取椭圆形单管骨架结构,在内置与外置装配件2种不同连接方式下进行节点设计及有限元分析。分别选取8、9、10 cm 3种常见规格的装配件与椭圆钢管进行组装,运用ANSYS软件分别计算装配式椭圆管跨中连接部位在5、7、10 kN的集中力作用下节点的受力和变形情况,再设置未截断椭圆钢管作为对照组进行比对。结果表明,当装配式日光温室椭圆管内置10 cm长连接件时结构变形量最小。此外,当主管截面角度取10°时所受应力最小。研究开发出椭圆形装配式骨架并为其开发装配节点,通过静力试验研究装配式骨架受力性能,最后通过有限元数值模拟验证静力试验的可靠性和日光温室骨架装配化设计的可行性。该研究可为日光温室椭圆骨架的装配式开发及装配式节点的优化提供依据。

塔式光热机组 SGS 跳闸控制逻辑调试方法优化改进

为了减少换热器在蒸汽发生系统(SGS)在启动/停止的过程中产生的热应力,防止SGS跳闸后公用熔盐管路发生串盐现象,提高调试质量,通过增加SGS换热器熔盐侧温度变化率高触发SGS跳闸保护,SGS中任意一列SGS跳闸且触发疏盐条件,另一列同时触发疏盐条件。优化SGS疏盐自动控制逻辑、调试方法,可确保塔式光热机组SGS跳闸后设备动作顺序正确可靠,减少SGS跳闸后系统恢复时间,降低SGS熔盐冻结的风险。

戈壁日光温室适栽水果型黄瓜品种筛选研究

通过筛选适宜河西地区戈壁日光温室有机基质栽培的水果型黄瓜品种,为设施栽培水果型黄瓜品种的选择提供参考。以当地品种旱宝5号为对照,对引进的7个黄瓜品种的植物学性状、果实商品性状、果实营养品质、产量与抗病性进行了研究。结果表明,基质栽培下迷你8号的综合表现最为突出,植株第1雌花节位较低,瓜蔓长势较强,分枝适中,抗性强,瓜条顺直,瓜果皮绿色,光滑无刺,有光泽,口感清甜爽脆,商品果品相好,具有一定的丰产性,较对照品种旱宝5号增产14.31%,符合当地消费习惯,推荐在戈壁日光温室及钢架大棚黄瓜生产中推广种植。玛莎果形短小粗壮、瓜皮深绿,刺密瘤大,口感较佳,产量高,抗病能力强,长势健强,较适合粗放性栽培,但其果型外观不被消费者喜爱,大大降低了其经济价值,不利于快速推广;脆美玉宝果形浑圆矮胖,手感莹润细腻,光滑无刺,玉色表皮,口感清冽爽脆深受消费者喜爱,是极具市场开发前景的水果型黄瓜品种,但其产量较低,适宜观光采摘种植。

全黄铜矿CuGaSe_(2)/CuInSe_(2)两端叠层太阳能电池的顶端设计与优化

近年来单结太阳能电池的光电转换效率逐步提高,但其最高效率受到Shockley-Queisser (SQ)极限的限制.为了超越SQ极限,学者们提出了叠层太阳能电池.本工作结合第一性原理计算和SCAPS-1D器件模拟对黄铜矿化合物CuGaSe_(2)/CuInSe_(2)叠层太阳能电池进行了系统的理论研究.首先通过第一性原理计算获取了CuGaSe_(2) (CGS)的微观电子结构、缺陷特性及对应的宏观性能参数,作为后续器件模拟CGS太阳能电池的输入参数.随后采用SCAPS-1D软件分别对单结CGS与CuInSe_(2) (CIS)太阳能电池进行了仿真模拟.单结CIS太阳能电池的模拟结果与实验值具有良好的一致性.对单结CGS电池而言,在短路电流(J_(sc))最高的生长环境下进一步模拟发现,将电子传输层(ETL)换为ZnSe后可提高CGS太阳能电池的开路电压(V_(oc))和PCE.最后,将优化后的CGS与CIS太阳能电池进行了两端(2T)单片串联的器件模拟,结果显示在生长环境为富Cu、富Ga、贫Se,生长温度为700 K时,2T单片CGS/CIS叠层太阳能电池的PCE最高为28.91%,高于当前最高的单结太阳能电池效率,展现出良好的应用前景.

离网式三端口风光互补抽水切换策略研究

为解决风光随机波动性和间歇性给发电系统带来的干扰,基于三端口变换器设计离网式风光互补抽水系统,以风力发电系统和光伏发电系统作为系统输入电源端,异步电机抽水为系统负载端。首先,分别对风力发电系统、光伏发电系统及抽水系统建立数学模型,针对风光交替切换及同时切换的控制策略进行研究。其中,光伏侧采用优化变步长电导增量法,永磁同步电机与异步电机采用按转子磁链定向的矢量控制,通过异步电机电压外环控制直流母线电压,永磁同步电机转速外环控制系统功率,三端口变换器拓扑根据风光切换的变化情况也相应跟随改变,弥补了风光发电系统的不足,保证系统运行的稳定性,实现风光发电抽水和电能转化一体化的目标。最后,通过Matlab/Simulink软件搭建离网式三端口风光互补抽水系统的仿真模型,结果验证了模型设计的合理性及系统运行工作时切换策略的正确性和可行性。