PV Capacity Evaluation Using ASTM E2848: Techniques for Accuracy and Reliability in Bifacial Systems

A variety of test methodologies are commonly used to assess if a photovoltaic system can perform in line with expectations generated by a computer simulation. One of the commonly used methodologies across the PV industry is an ASTM E2848. ASTM E2848-13, 2023 test method provides measurement and analysis procedures for determining the capacity of a specific photovoltaic system built in a particular place and in operation under natural sunlight. This test method is mainly used for acceptance testing of newly installed photovoltaic systems, reporting of DC or AC system performance, and monitoring of photovoltaic system performance. The purpose of the PV Capacity Test and modeled energy test is to verify that the integrated system formed from all components of the PV Project has a production capacity that achieves the Guaranteed Capacity and the Guaranteed modeled AEP under measured weather conditions that occur when each PV Capacity Test is conducted. In this paper, we will be discussing ASTM E2848 PV Capacity test plan purpose and scope, methodology, Selection of reporting conditions (RC), data requirements, calculation of results, reporting, challenges, acceptance criteria on pass/fail test results, Cure period, and Sole remedy for EPC contractors for bifacial irradiance.

柔性光伏系统颤振性能的节段模型试验研究

柔性光伏支架的频率低、质量轻,极易在风荷载作用下发生大幅振动。以某实际柔性光伏项目为工程背景,借鉴桥梁抗风的研究经验,对该柔性光伏支架的颤振性能进行研究。首先,考虑严格的相似比关系,设计并制作了弹性悬挂节段模型系统,并对其动力特性进行了测试;然后,进行不同光伏组件倾角(-39°~+39°)下的弹性悬挂节段模型测振风洞试验,研究光伏组件风致响应随风速的变化规律,得到各倾角下柔性光伏节段模型的颤振临界风速值,探讨2种气动措施对提高柔性光伏支架颤振稳定性的效果。结果表明:在0°~39°的正倾角工况下,柔性光伏支架的颤振临界风速随光伏组件倾角的增大,呈现先减小后增大的趋势,最小颤振临界风速出现在12°~21°光伏组件倾角范围内,折算成实际风速为9.6m/s;在-39°~0°的负倾角工况下,颤振临界风速随光伏组件倾角的增大,也呈现先减小后增大的趋势,最小颤振临界风速出现在-21°~-12°光伏组件倾角范围内,折算成实际风速为10.1m/s;设置中央稳定板的气动措施难以有效提高柔性光伏支架的颤振临界风速。

高负荷涡轮叶栅风洞流动周期性研究

为设计符合要求的平面叶栅试验段以开展跨音速高负荷平面叶栅气动试验,以高负荷涡轮转子叶栅为研究对象,采用数值模拟方法研究了不同来流攻角和不同出口等熵马赫数对高负荷涡轮平面叶栅进口流场的均匀性与叶栅通道流场周期性的影响.结果表明:平面叶栅进口流场沿周向呈现出不均匀的波动分布,靠近吸力面侧壁的三个通道的来流均匀性和准确性普遍较差,叶栅中部和靠近压力面侧壁的通道进口均匀性和准确性较好;进口流场品质直接影响着叶栅通道内流场的周期性,而来流攻角对叶栅进口流场品质的影响比出口等熵马赫数更明显,在正攻角下,攻角偏差极限值约为0.7°,不同叶栅通道进口流场均匀性和准确性较好;从亚音速流动到超音速流动,靠近试验件吸力面侧壁的叶栅通道产生强激波,致使叶片80%轴向弦长处压力误差值增大,叶栅通道流场周期性下降.

斜航工况下吊舱推进器水动力性能数值及试验研究

为了探讨吊舱推进器在斜航工况下的水动力性能变化,以某豪华邮轮吊舱推进器为研究对象,采用STAR CCM+软件基于RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)方法并结合标准速系数和偏转角的水动力性能进行数值模拟。同时,利用拖曳水池和吊舱动力仪进行试验研究,并与仿真数据进行比较分析,进一步讨论螺旋桨与吊舱之间的相互作用对水动力性能的影响。结果表明,本文采用的数值模拟方法可较准确预测斜航工况下的水动力性能。螺旋桨推力系数、扭矩系数关于直航工况点对称,其数值随着偏转角的增大而增大;吊舱单元推力系数随着偏转角的增大而减小,吊舱侧向力随着偏转角的增大而增大;螺旋桨单元流场压力和流速在叶梢处达到最大值,吊舱左侧比右侧承担更多的表面压力幅值。

大型泵站前池扩散角对进水流态的影响

为研究前池扩散角对大型低扬程泵站进水流态的影响,依托某大型低扬程泵站基本设计参数,基于Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型对不同前池扩散角和不同开机组合工况下的泵站进水流态进行三维湍流流动数值模拟,分析不同前池扩散角下的进水流态、流速分布均匀度和横向流速的变化情况,并通过物理模型试验进行验证。结果表明:大型泵站机组不对称运行时,前池内存在漩涡区,进水流道进口前存在较大的横向流速;随着前池扩散角减小,机组不对称运行时,前池内漩涡区范围减小,水流偏流情况改善,前池内流态逐渐变好,进水流道进口前横向流速大幅减小,流道进口处流速分布均匀度提高,进水流道的进水条件改善;不同前池扩散角下的进水流态数值模拟结果与模型试验结果一致。研究成果对大型低扬程泵站的前池设计有一定的参考价值。

计及IGBT模块键合线与芯片焊料层老化的热网络法结温计算

文中提出一种计及IGBT模块键合线与芯片焊料层老化的热网络法结温计算,基于Simulink对短时间尺度下损耗与结温的相互依赖关系进行更新,并分别通过双脉冲测试及有限元仿真修正长时间尺度下键合线与芯片焊料层老化对IGBT结温计算的影响,在此基础上,根据芯片焊料层不同老化状态下键合线的应力特征,实现两种老化模式的相互关联,较为准确地计算IGBT结温。最终利用试验平台与传统结温计算方法进行对比验证了所提结温计算方法的准确性。该结温计算方法有助于在实际运行工况及IGBT模块老化状态下精确计算结温。

强化坏路工况下冷却模块的加速耐久试验研究

提出一种加速疲劳试验功率谱编辑法。以某款商用车道路试验载荷谱为基础,通过分析各路况下的频域特征,结合冷却模块的计算模态结果,确认导致冷却模块失效的风险路况。基于采集的载荷信号计算得到各路况疲劳损伤谱分量,应用Miner线性叠理论获得总疲劳损伤,最终编辑生成台架加速试验用功率谱。通过对加速谱时域、幅值域和频域角度的对比,验证加速谱台架响应统计特征与原始谱的一致性。冷却模块的台架耐久试验表明,将振动量级提高1.85倍,通过57 h的台架试验模拟完成三种风险路段数百小时的道路试验。并复现道路试验的失效故障,验证其有效性。

全向移动光伏清扫机器人清扫特性分析与优化

针对光伏组件灵活、安全清扫问题,设计一种全向移动式光伏清扫机器人构型,采用四轮差速建模法、轮组电磁制动分析,确定机器人构型的合理性。针对现有移动式清扫方式的局限性,研究新型滚刷除尘、管道吸尘同步清扫方法。通过CFD仿真方法,建立机器人吸尘管道、清扫机构流场仿真模型,完成结构模型的清扫特性分析与结构优化仿真,以及实际清扫效果对比评价试验。试验结果表明:设计的清扫机器人能实现86.5%清扫效率,同时改善了运动制动能力。

莱菔子离散元仿真模型参数标定与试验验证

针对莱菔子在排种器离散元仿真时所需要的物性参数缺乏的问题,对莱菔子物性参数进行测量及仿真模型参数的标定。以莱菔子为研究对象,测定莱菔子的质量、体积、密度、泊松比、剪切模量、静摩擦系数、滚动摩擦系数、碰撞恢复系数。利用Plackett-Burman试验以莱菔子堆积角为试验指标,从各组试验参数中选取影响显著的因素:莱菔子间静摩擦系数、莱菔子间滚动摩擦系数。再对显著因素进行中心组合设计试验,以物料堆积角为试验指标,并对试验参数进行参数优化处理,确定莱菔子间滚动摩擦系数与静摩擦系数的最佳参数组合:0.104、0.804。以悬勺式蔬菜精量排种器为试验对象进行仿真及试验并与物理试验进行对比验证,其单粒率、多粒率及空粒率的仿真与物理试验结果平均相对误差小于3%,证明优化标定的莱菔子离散元仿真参数的可行性,为莱菔子排种机械离散元仿真提供相关性仿真数据。

入池流量与倾角对鱼鳃式沉沙池内水沙二相流的影响分析

为提高沉沙池的除沙效果,提出了一种新型除沙措施即鱼鳃式沉沙池。鱼鳃式沉沙池在池室内部布设多组倾斜的过滤网片,利用滤网拦截泥沙,提高泥沙沉降效率。采用物理模型试验和数值计算方法,分析不同流量和滤网角度下的流场分布和除沙效果,以此得到较优的结构型式,为该类沉沙池的工程设计和技术推广提供理论参考。结果表明,植入鱼鳃装置后沉沙池的泥沙截除率提高了12.5%~22.0%。数模计算进一步揭示,鱼鳃式沉沙池内流速变化分为五个区域,含沙量变化沿程呈现四个不同阶段。在泥沙沉积量计算中,最大泥沙沉积区出现在第一、二片滤网底部,建议增大鱼鳃装置前部的滤网孔径,使鱼鳃装置设置更加合理。

输电塔角钢并联加固构件承载力试验研究及理论分析

为满足输电结构持久安全运行,在不破坏原有角钢截面造成截面削弱的前提下,提出了2种基于构件并联的无损加固措施;通过未加固、加固角钢轴压试验和有限元仿真计算,得到了各试件的荷载-位移曲线与荷载-竖向应变曲线,分析了试件的破坏机制与加固机理并基于参数分析明晰了角钢强度、抱箍连接件数量、抱箍连接件长度、构件长细比等因素对承载力的影响;基于弯曲、扭转、弯扭屈曲临界力计算方法提出了基于构件并联的修正承载力计算公式,并验证了修正承载力计算公式的有效性。结果表明:未加固角钢易发生弯扭失稳破坏,加固方案通过增大截面抗弯刚度和改变组合构件的失稳形态,提高了极限承载力并改善了失稳后的刚度与变形性能;有限元模型可有效反映构件破坏形式,主材角钢强度提高能增强承载力但对变形能力无影响,抱箍连接件对加固后性能无明显影响,长细比与加固效率呈正相关;推导的弯扭失稳临界力计算理论便于计算加固构件极限承载力,有利于推广无损并联加固措施。

永磁有限转角力矩电机的仿真与实验

随着多电飞机的快速发展及成附件轻小化、高效能的迫切需求,有限转角力矩电机(Limited Angle Torque Motor,LATM)在飞机引气系统中的应用日益迫切。一方面,有限转角力矩电机可以显著简化高温引气控制阀结构、减小体积;另一方面,可以基于系统需求实现引气压力和温度按需调节,减少燃油代偿损失。针对高温有限转角力矩电机工作特性不易预测的难题,建立了其数学模型、仿真模型,并通过实物试验验证了仿真模型的准确性。研究结果为有限转角力矩电机特性研究提供了参考依据。

贫困地区分布式光伏电站并网发电系统应用研究

为充分利用贫困地区空置屋顶及土地资源优势,发展光伏发电产业,降低碳排放,保护环境并改善居民经济状况,本文以某贫困地区安装总容量约为650kWp的分布式光伏电站设计为案例,根据当地太阳能资源和气候条件等情况,选取合适的光伏电池组件和逆变器型号,通过PVsyst软件模拟仿真计算得出光伏阵列最佳安装倾角,由此计算确定光伏阵列的布置间距,最后推算出本案例25年内的发电量,并对环境效益进行评估,为光伏扶贫工作提供借鉴和经验。

核磁共振系统用电子监控单元可靠性热设计及其仿真与试验验证

核磁共振系统用电子监控单元作为系统的重要单机,在全寿命周期内面临着很高的热风险。该文从结构设计、器件降额设计2个维度保证电子模块热设计的高效与可靠。为降低电子模块的热设计风险,全面验证电子模块热设计的有效性,采用仿真与试验相结合的方法开展设计验证。在仿真环节,通过建立电路板级的热仿真模型,数值计算得到核心器件的结壳温度,并将该指标分别与热设计指标值以及测试值进行比对,一方面验证仿真模型的正确性,另一方面验证热设计的有效性;在测试环节,通过搭建产品模块的热测试平台,获取模块在极限电气工况下,核心器件的热特性测试值,并通过相应的折算方法,预测产品在不同海拔下的热性能与热设计裕度。结果表明,产品模块在结构设计、核心器件降额设计等方面,均能满足热设计要求,可以确保电子模块在核磁共振系统全寿命周期内安全、可靠地工作。

光纤通信技术在风力发电远程监控系统中的应用研究

系统研究了光纤通信技术在风力发电远程监控系统中的具体应用,重点分析光纤通信模块在提升系统通信效率与稳定性方面的显著优势。通过详细探讨光纤通信模块的设计原理与配置方法,说明了该模块如何有效增强风力发电系统的实时监控能力,包括长距离数据传输中的低延迟、高抗干扰能力等关键特性。通过仿真测试对其在实际应用中的表现进行评估,结果表明该光纤通信模块在不同传输距离和环境条件下均表现出优异的实时性和数据传输速率,能够满足风力发电远程监控系统对高效、实时数据传输的要求。此外,测试结果证实了光纤通信模块在提供可靠通信支持方面的有效性,为风力发电远程监控系统的长期稳定运行提供了关键的技术保障。研究成果为今后在风力发电系统中进一步优化光纤通信技术的应用提供了理论基础和实践支持。

充填采场内膏体流动规律及接顶率预测模型

为了探明下料点位置、充填流量和料浆质量分数对充填接顶率的影响规律和采场内膏体流动规律,利用自主研发的采场模型,开展相似模拟试验。依据试验结果建立接顶率预测模型,并与采场实际接顶率相对比验证模型可靠性。研究结果表明:地下采场膏体流动规律分为四个阶段,分别是简单剪切流动阶段、双层剪切流动阶段、下部沉积与上层剪切阶段及上层剪切阶段。料浆质量分数、下料口位置和充填流量是影响采场接顶率的重要因素,就影响程度而言料浆质量分数>下料口位置>充填流量。接顶率随料浆质量分数增加而降低,随下料口位置向采场内延伸而升高,随充填流量的变化很小。基于试验结果构建了三因素接顶率预测模型,与实际接顶率对比,预测误差约7.6%。本研究成果可为充填采场接顶率预测提供理论支撑。

柔性螺旋输送性能测试试验台设计

针对柔性螺旋输送过程中输送角度范围等特性不明确的问题,设计柔性螺旋输送性能测试试验平台,拟定传动路线,设计倾角调节机构,采用离散元仿真的方法,分别在不同结构参数、不同输送角度以及不同转速下,对面粉物料的柔性螺旋输送效率进行比较。结果表明,输送角为90°时,柔性螺旋的输送效率最高,当转速和螺旋升角分别固定时,其输送效率分别在螺旋升角10°~20°和转速600~1 000 r/min的变化范围内单调增加。研究为柔性螺旋输送性能测试提供基础。

基于超级计算的大规模跟踪式光伏发电阵列风压分布研究

首先对与跟踪式光伏组件结构相似的单个定日镜进行风洞测压试验和CFD数值模拟,然后将两种方法获得的结果进行对比,验证了该文所采用的CFD数值方法的可靠性。其次建立3种不同长宽比的跟踪式单体光伏组件模型,研究单体光伏组件在0°风向角下长宽比对其平均风压分布的影响。最后建立大规模太阳能跟踪器光伏阵列模型,对5种具有代表性意义的工况(来流风向角:0°、45°、90°、135°、180°)进行模拟研究,得到B类地貌风场条件下光伏组件群代表位置处光伏组件的平均风压系数分布规律。研究结果表明:来流风向角不同,光伏组件群中不同位置的光伏组件风压分布有所区别;45°和135°斜风向角下光伏组件所受平均风压最大,即45°和135°为最不利风向角;光伏组件群四周位置为组件群最不利受力位置。

导叶角度对轴流泵高效区运行范围的影响

为了研究导叶角度对轴流泵高效区运行范围的影响,采用CFD和模型试验对不同导叶角度下轴流泵水力性能进行数值模拟计算,并且进行内流场比较分析。结果表明,通过改变导叶角度后,优化导叶在设计和大流量工况下的内部流场更加均匀合理,导叶优化后的轴流泵最高效率为87.53%,与初始导叶方案相比,配优化导叶的轴流泵高效区运行范围扩宽了近1.36倍。最后通过模型试验对比分析,验证了数值计算的可靠性。研究结果可为提高轴流泵高效区的运行范围提供参考。

海水循环泵叶轮多参数组合变型设计研究

在某核电站海水循环泵实际运行中,其选型扬程高于实际需要扬程的上限值,针对这一问题,以原模型额定工况点扬程的80%为变型目标,提出了一种基于多参数组合变型的叶轮改造设计方法。首先,在原有模型的基础上,选择叶轮外径、叶片出口安放角、叶片包角和叶轮出口宽度为研究因素,通过基于计算流体力学(CFD)数值模拟的正交试验设计,进行了变型参数分析;然后,总结了各参数与海水循环泵性能之间的关系,进行了变型方案设计,并比较了单因素变型设计与多因素耦合变型设计之间的区别,得到了主要参数的组合变型方案;最后,通过适配其他变型参数,得到了最优变型组合方案,分析了降低扬程和提升效率的流场特点,得到了多参数组合变型对海水循环泵叶轮性能的影响规律。研究结果表明:在额定工况点,变型后的海水循环泵扬程降低了18.57%,效率提升了0.63%,相比仅改变叶轮外径和仅改变叶片出口安放角降低扬程,循环泵的效率分别提高了7.52%和3.27%。