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烧脑丨光伏体系规划仿真怎么减小差错

时间:2018-05-14 18:00:04 作者:主页 浏览:121次

  首要从SunPower的一项研讨讲起。在2010年左右,SunPower开端测验运用减反射膜玻璃封装的组件,减反射膜的资料为多孔二氧化硅。经过一般的组件测验仪丈量,在规范测验条件下(STC),减反射膜玻璃组件的发电功率比一般组件均匀高出2.7%。但SunPower随后为进一步精确测定减反射膜玻璃组件的功能,与NREL协作进行了2年的实地测验,成果显现其发电量比一般组件高出3.5%到5%。大大高于组件测验仪给出的数值。

  这一差异的原因后在后文中阐明,但这个故事一方面阐明晰现有的组件测验办法的局限性,一起也是反映了新一代太阳能电池和组件的光学规划(比方先进的陷光结构或减反射膜玻璃等)中可能遇到的难题。即假如组件测验仪给出的成果并不能百分百反响实践运用状况,而在规划和优化过程中,又难以制作实践产品进行长期的实地测验,那终究该怎么辅导比方组件玻璃减反射膜的规划呢?我的答案是选用牢靠的仿真东西,模仿太阳能电池和组件在体系中的工作状况,用其成果辅导优化和规划。不过现在光伏职业常用的器材仿真东西往往针对太阳能电池,而体系方面的仿真东西又仅考虑简略的器材模型,运用现有的仿真东西很难处理上述的问题,现在业界需求的是一款能进行从电池,到组件,然后直到体系级的全等级仿真东西。

  我的博士研讨从先进陷光结构的仿真动身,提出了光学特性视点矩阵结构(Angular Matrix Framework,AMF),处理了电池正反两面选用不同仿真算法的兼容性问题。之后我把这一结构进一步推行,运用这一结构,咱们能够对太阳能组件的光学特性进行仿真,进而对仿真整个体系的光学特性。根据这一推行,首要咱们能够更精确的核算一个太阳能体系的理论发电功率和发电量,从而为体系规划和监控供给更精确的辅导。另一方面,咱们能够以体系发电量为目标对电池和组件进行优化(System-Oriented Modellingand Optimisation,SOMO)。优化的目标不再是规范测验条件下的发电功率或AM1.5G,也不是运用灯泡的组件测验仪,而是真实针对体系所在环境的长期的太阳光辐射。比方咱们能够运用这一办法来核算,假如一个体系以某个视点安装在地球的某个旮旯,那么这个体系所运用的组件的最佳减反射膜厚度是多少。下面我就来给我们具体介绍一下这一根据AMF的体系发电量核算办法。

  一、原理

  首要简略回忆一下传统的光伏体系发电量猜测算法。如图1所示,首要从组件的datasheet中得到组件的额定功率以及温度系数。其次搜集一段时刻的气候数据,从中提取太阳辐照量、气温和风速。经过水平外表的辐照度核算出组件歪斜面的辐照度;经过气温和风速核算组件温度。组件面辐照度与规范测验辐照度的比值Ip/1000作为核算直流功率的系数,之后在经过组件温度批改得到直流发功率,终究经过剖析体系的拓扑结构、线损和各个设备的功率核算出终究的沟通发电量。那这一办法潜藏着怎样的问题的,让咱们来考虑下面三个问题。

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