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車載光伏標(biāo)準(zhǔn)化測試和協(xié)議的進(jìn)展

2024-11-26 10:22  瀏覽:  

日本宮崎大學(xué)的研究人員發(fā)表了一份關(guān)于可重復(fù)測試和協(xié)議進(jìn)展的報告,這些測試和協(xié)議解決了測量曲面車輛集成光伏 (VIPV) 模塊性能的挑戰(zhàn)。

在《太陽能材料與太陽能電池》雜志上發(fā)表的一項研究“車載光伏電池的測試和評級:科學(xué)背景”中,研究小組表示,他們的工作解決了VIPV模塊的獨特方面,例如曲率,以及由陰影、部分陰影、動態(tài)陰影和不平坦地形條件引起的輻照影響。

“光伏系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計算通常依賴于簡化的假設(shè),例如沒有陰影、地形平坦、安裝靜態(tài)和太陽輻射均勻,”共同通訊作者 Kenji Araki 告訴pv magazine。“然而,這些假設(shè)并不能準(zhǔn)確反映現(xiàn)實世界的情況。必須考慮實際的缺陷,包括陰影的存在、不平坦的地形、可移動的光伏系統(tǒng)和不均勻的太陽輻射。雖然這些因素并不常見,但它們在實踐中會顯著影響光伏系統(tǒng)的性能。”

該團(tuán)隊在地理位置分散的實驗室和研究機(jī)構(gòu)對新協(xié)議進(jìn)行了初步測試和驗證,并根據(jù)商定的協(xié)議使用相同的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了太陽能模擬器測試,以及盲測。對于循環(huán)測試,中國南京 AGG 能源公司提供了玻璃覆蓋的剛性模塊,包括四個級別的曲率半徑。

該小組指出,要實現(xiàn) VIPV 產(chǎn)品的精確模型和測量,至少需要解決八個關(guān)鍵差異。例如,使用包含 3D 旋轉(zhuǎn)的局部坐標(biāo)系,捕捉車門、引擎蓋、保險杠和后擋風(fēng)玻璃的陰影區(qū)域。

需要基于遮光矩陣的矢量計算,而不是遮光比或角度。研究人員指出,張量形式 4-Tensor 用于表示入射光的角度響應(yīng),而不是朗巴曲線,并且使用單位元素矢量表達(dá)的微分幾何描述,而不是光伏板角度的余弦損失。

Araki 總結(jié)了一些差異。“在新模型中,陰影矩陣考慮了半球天空的非均勻陰影。相比之下,傳統(tǒng)分析依賴于標(biāo)量陰影比,”他解釋說,并補(bǔ)充說,新方法考慮了具有曲面的太陽能電池,并使用微分幾何原理對其進(jìn)行分析,“這與假設(shè)太陽能電池具有平坦表面的傳統(tǒng)計算不同。”

此外,新模型使用“以矢量形式執(zhí)行”的射線追蹤,而不是使用余弦方法,并且不是將角度響應(yīng)和入射角修改(IAM)表示為基于入射角的曲線,“新計算將它們描述為四個張量。”

展望未來,研究人員計劃為裝有光伏板的卡車和公共汽車開發(fā)一種“節(jié)油估算工具”。Araki 表示,目前基于監(jiān)測 130 輛卡車的驗證仍在進(jìn)行中。此外,還計劃開展其他項目,以應(yīng)對為農(nóng)用光伏、建筑一體化光伏以及高山光伏和飛機(jī)一體化光伏(如高空偽衛(wèi)星 (HAPS))開發(fā)的模塊測試方面的挑戰(zhàn)。

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