平板光伏系统与槽式聚光光伏系统的电性能影响因素研究

【摘要】：对于平板光伏系统和聚光光伏系统，方位角、倾角、能流不均和光伏阵列的串并联形式等因素都会对光伏系统的电性能产生影响。为了提高系统的电性能，减少不必要的电能损失，本文在理论分析的基础上，通过大量实验，分析方位角、倾角、能流不均和光伏阵列的串并联形式对系统电性能产生的影响。并将槽式聚光光伏系统和平板光伏系统分别进行了系统完整匹配，分析系统的整体运行性能。具体开展了如下研究： 对于平板光伏系统，主要分析了方位角、倾角、串并联形式和遮挡因素对平板光伏系统电性能的影响。对昆明地区，方位角、倾角对光伏阵列产出电能的影响进行了分析。采用两块同型号单晶硅太阳电池组件、单晶硅与多晶硅太阳电池组件、两块型号规格相差较大的单晶硅太阳电池组件，进行串联、并联组合，并通过实际测量它们的I-V特性曲线和对蓄电池的充电功率，得出，并联形式的电性能明显差于串联形式。遮挡会对单晶硅和多晶硅太阳电池组件的电性能产生较大衰减，对最大功率点会产生偏移，对蓄电池的充电功率也会产生极大衰减。 对于槽式聚光光伏系统，主要讨论了跟踪方式、串并联形式和能流不均对槽式聚光光伏系统电性能的影响。通过理论分析，采用南北水平摆放进行太阳跟踪更为合理。当采用硅基太阳电池时，并联形式与串联形式相比，最大功率减小了24.95%；当采用砷化镓太阳电池时，最大功率减小了16.85%。实验研究了能流不均对硅基太阳电池的电性能的影响。结果表明，能流不均对槽式聚光光伏系统的电性能产生较大影响，能流密度分布的标准差增大45.49%，最大功率减小13.16%。 通过配置光伏电池阵列、控制器、蓄电池、逆变器和负载，研究槽式聚光光伏系统和平板光伏系统的整体运行性能。通过实际测试，得出，槽式聚光光伏系统能够稳定进行蓄电池充电和放电，充电效率为18.66%，系统的总效率为17.73%；所用平板光伏系统的充电效率为10%左右，系统总效率接近9%，控制器、逆变器和负载能够稳定运行。 【关键词】：槽式聚光 平板光伏 太阳电池 实验研究
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM914.4
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 符号说明10-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景及意义12-14
• 1.2 光伏系统国内外研究现状14-19
• 1.2.1 平板光伏系统14-17
• 1.2.2 聚光光伏系统17-19
• 1.3 本文研究目的及创新点19
• 1.4 本文研究的方法和内容19-20
• 第2章 槽式聚光光伏系统与平板光伏系统原理20-30
• 2.1 平板光伏系统基本原理20-23
• 2.1.1 光伏电池组件20-21
• 2.1.2 蓄电池21-22
• 2.1.3 控制器22-23
• 2.1.4 逆变器23
• 2.2 槽式聚光光伏系统基本原理23-27
• 2.2.1 槽式聚光器光学性能分析24-27
• 2.2.2 其他部件27
• 2.3 相关测试设备说明27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 平板光伏系统的性能影响研究30-53
• 3.1 方位角、倾角对平板光伏系统电性能的影响30-36
• 3.1.1 模型计算30-31
• 3.1.2 计算结果分析31-34
• 3.1.3 模型验证34-36
• 3.2 串并联形式对平板光伏系统电性能的影响36-46
• 3.2.1 规格相同的电池串并联形式的理论模型36-39
• 3.2.2 实验研究39-46
• 3.3 遮挡对平板光伏系统电性能的影响46-51
• 3.3.1 理论分析46-48
• 3.3.2 实验过程及说明48
• 3.3.3 实验结果与分析48-51
• 3.4 本章小结51-53
• 第4章 槽式聚光光伏系统的性能影响研究53-63
• 4.1 跟踪方式的影响53-55
• 4.2 串并联形式对槽式聚光光伏系统电性能的影响55-58
• 4.2.1 硅基太阳电池55-57
• 4.2.2 砷化镓太阳电池57-58
• 4.3 能流不均对槽式聚光光伏系统电性能的影响58-61
• 4.3.1 能流密度计算模型58-59
• 4.3.2 能流密度测量的基本原理59-60
• 4.3.3 能流不均对槽式聚光系统电性能的影响60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第5章 光伏系统完整匹配后整体运行性能研究63-69
• 5.1 光伏系统完整匹配所需要的部件63-65
• 5.2 槽式聚光光伏系统和平板光伏系统的整体运行性能65-68
• 5.2.1 槽式聚光光伏系统65-66
• 5.2.2 平板光伏系统66-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 本论文工作总结69-70
• 6.2 研究工作展望及后续工作70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士研究生期间发表的学术论文及参与课题情况74-75
• 致谢75

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