基于太阳电池的大范围太阳光入射角测量方法研究

针对目前太阳光线角度测量中利用开关量测量方法精度差、光敏元件多或利用模拟量测量方法测量范围小、光敏元件特性的不一致性难以处理的缺点,提出利用太阳电池旋转而使产生的短路电流交变的特点,通过DFT求解交变电流的初相位计算太阳光线角度的方法。该方法利用一次旋转可以求一个角度,消除了光敏元件特性不一致性的困难,所用光敏元件少,测量范围大。推导了短路电流与旋转角度之间的关系,并给出了实测结果,实验结果表明了该方法的有效性。

风浪对水体表层下行光场平均余弦影响的数值研究

针对不同风速造成的粗糙水面、不同入射光场,利用射线跟踪法计算了无云状况下水表下行光场的平均余弦。结果表明:对不同入射光场而言,不同风速对其几何结构的改变程度及趋势有着明显的不同,在较小直射入射的天顶角情况下,天空漫射光的比例越高,水体表层下行光场平均余弦随风速的递增而递减得越小;但当直射天顶角大到一定程度时(如:80°时),其值会随风速而增大,且直射比例越高,这种趋势越明显。太阳直射光比例越高,在风速越小时,不同太阳天顶角情况下的水体表层下行光场平均余弦的差别越大,而风速越大,其差别越小。该研究有利于水体固有光学特性的反演、提高水体初级生产力的计算精度,且该方法的计算量小,精度也较高。

基于云层分布规律与太阳光跟踪的光伏电站MPPT策略

针对现有光伏系统最大功率点跟踪(MPPT)较少考虑诸如光照等外界因素或即使考虑也多做定性分析的问题,提出一种基于云层分布规律与太阳光跟踪的大规模光伏电站MPPT策略。首先,分析云层对太阳光的散射、折射与遮挡效应,结合区域云层分布规律,构建太阳光跟踪装置(以下简称检测球)有效指导半径模型以及在光伏电站中优化布点模型;其次,依据光伏板输出功率差异,提出太阳光辐照强度边界自寻优划分方法,并基于光伏板与检测球间相对位置,建立检测球指导光伏板姿态调整数学模型。最后,采用粒子群优化算法获取单个光伏板最大功率点,进而实现光伏电站MPPT。以西北某光伏电站为背景,仿真验证了所提策略的正确性。

基于Arduino单片机的太阳能目标追踪系统设计

针对目前太阳能目标追踪系统中存在的追踪太阳光不稳定、效率低等问题,在重点分析太阳能目标追踪系统工作原理基础上,设计了太阳能目标双轴追踪机械系统,重点改进了太阳能追踪方法,研究并设计了基于Arduino单片机的太阳能目标追踪控制系统。最后通过实验测试,验证了该方法可实时控制太阳能发电板的方位与角度,达到了自动追踪太阳光,增强了实际过程中系统的稳定性和可靠性,提高了太阳能利用效率,具有可行性和高效性。

新型太阳能收集与储存装置——适时跟踪太阳且定向输出光能的太阳能收集与高温储能技术

此装置能对太阳的运动自动进行跟踪,使凹面镜保持实时最大采光面积;利用光能传输管定向输出光能并存储在热容器中转换为热能供利用。此装置集成了太阳灶与太阳能热水器的功能,也可用于规模化的太阳能热发电。

高性能独立光伏发电系统

本文介绍一种高性能的独立光伏(PV)发电系统。为使PV发电系统能更具灵活性和推广性,系统后级的功率电路,由高效的升压变换器和脉宽调制(PWM)逆变器组成。在DC-DC功率变换中,为提高常规升压变换器的转换效率,引入了高效的升压变换器,以与低压的PV阵列并联运行,并对PWM逆变器进行解耦和简化。而且为对PWM逆变器进行电压控制,文中的自适应全滑模控制(ATSMC)系统,可保持总谐波失真(THD)较小的正弦波输出电压,在输出负载变化的情况下,其电压的变化也较小。此外,还介绍了不带任何光传感器的有效太阳光跟踪器,可使PV模块直接面向太阳,以捕获最大的光辐照度和提高系统的效率。文献[1]中给出的试验结果,证实了高性能独立光伏系统的高效升压变换器,PWM逆变器控制以及有效太阳跟踪器的有效性。