积灰光伏板反射透射特性及其对发电经济性影响研究
发布时间：2021-01-11 08:14
本文采用理论分析和实验验证相结合的方法,研究了积灰光伏板光传输特性理论模型及积灰对光伏板输出特性影响,并对光伏电站清洗周期问题进行研究分析。最终形成了一套集积灰对光伏板发电效率影响研究到板面清洗解决的完整方案。首先,本章在基于稠密粒子系统假设和垂直反射模型假设的基础上,建立光线经过光伏板的稠密粒子层的反射吸收模型,考虑到灰层粒子的成分、粒径以及尺度参数等要素,结合光伏板的物理结构得出光线作用于积灰板面后的光谱反射比和光谱透射比,借助于搭建的理论模型实验台,将实验和理论结果进行对比,进而说明积灰光伏板光传输特性理论模型的正确性,并分别验证了稠密粒子系统假设和垂直反射模型假设的可行性。为了完善灰尘粒子在洁净板面积聚过程中的光线传输特性,使得由稀疏到稠密研究更加系统化,本文在基于稠密粒子系统光传输特性正确的基础上,进而对灰尘积聚初期的稀疏粒子系统进行模型建立,得出稀疏粒子系统下的光伏板光谱反射比和光谱透射比计算式。根据文中给定的灰尘粒子的物性参数,求解出不同面积填充系数下的光谱反射比和透射比。结果表明,对稠密粒子系统,光谱透射比在长波段内受灰尘厚度的影响较明显;光谱反射比在短波段内几乎不受灰...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－］灰尘颗粒及侵蚀对光线的传输影响［３１１??Ｆｉ．?１－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｄｕｓｔｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ａｎｄ?ｅｒｏｓｉｏｎ?ｏｎ?ｌｉｇｈｔ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．??
用。??Ｚａｎｇ＾利用美国ＮＡＳＡ［３］提出的重叠模型推导出灰尘沉积影响太阳电池板表面太阳光透射率??的入射角模型，该模型分析了灰尘半径、单位面积灰尘沉积的质量和太阳入射角３个方面的??影响因素。通过对不同模型计算结果的对比以及利用标准灰尘进行试验验证，入射角模型能??较全面和准确地分析灰尘沉积对光伏发电的影响程度。最后分析了入射角模型的应用场合和??应用手段。??在稠密粒子系统的光学参数求解方面，Ｈ．?Ｆｕｊｉｗａｍ［６９］将稠密灰尘粒子系统等效成连续介??质来处理，其理论模型如图１－３所示。文中指出光滑表面的粗糙粒子介质可以将粗糙粒子等??效成均匀的粒子层，对于等效粒子层的光学常数可按照物质体积分数关系以及介电函数等关??系求解。同理，ＴＳａｎｇ［７ａ７１１将稠密粒子系看作等效均匀介质，并提出了稠密介质辖射传输理论??方法，基于准晶态近似和径向分布函数计算等效复折射率，从而最终计算稠密粒子系的衰减??系数。??（ａ）样本形状?（６）光学模型??Ｎ〇?环境??ＶｙＶＶＶｎ?Ｉ?等效￥质曼—?Ｉ?ｄ??样本?＿＿＾?Ｎ２??图１－３表面粗糙物质的等效模型［６９１??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｍｏｄｅｌ?ｗｉｔｈ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ．??１．２．４积灰板面的清洗研究??枳灰所造成的效率下降和经济损失问题是不容忽视的，对于灰尘积聚后如何进行清洗、??何时进行清洗才能保证电站的经济性最大是学者们对积灰板面清洗前应该考虑的问题。早在??１９８０年Ｃｕｄｄｉｈｙ［７２＿７４１提出了光伏板表面灰尘的沉积和污染机理以来研宄光伏板的积灰清洗问??题
第２章实验系统方法与灰尘粒子特性??第２章实验方法与灰尘粒子特性??２．１积灰光伏板光传输特性实验系统与方法??２．１．１实验系统介绍??光纤光谱仪测量系统如图２－１所示。实物图如２－２为所示。实验系统由四部分组成，??分别为：太阳光模型系统、灰尘承载系统、光纤光谱仪测试系统以及设备支架辅助系统。??太阳光模擴＾灰尘的玻璃板??ｒ￣Ｈ厂支架??＾４?ｙ光纤探头??匚：：：：：：：：：：：￣￣??ｙ?光纤光谱仪??光纤?￣￣￣??????＊…??ＣＺ３??Ａ．光谱透射比测量??Ｃ＝３??／１１１１＼??遮光罩咖．、＾??带灰尘的光伏板?＾???—?—?ＣＺＺ３?…??Ｃ３??Ｂ．光谱反射比测量??图２－１光纤光谱仪测量示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｆｉｂｅｒ?ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．??？１３－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]非球形火星沙尘粒子的光谱散射特性研究[J]. 杨玉峰,韩安丽,秦建华,王昭雷. 光子学报. 2019(12)
[2]沙漠沙尘粒径对太阳能光伏组件性能影响的实验研究[J]. 赵明智,苗一鸣,张旭,孙浩. 太阳能学报. 2019(03)
[3]月球尘埃对太阳电池主要参数影响研究[J]. 庄建宏,高欣,郭兴,崔新宇,李雄耀. 太阳能学报. 2019(01)
[4]沙漠环境沙尘覆盖下的光伏组件输出特性研究[J]. 赵明智,张旭,苗一鸣,孙浩,康晓波. 太阳能学报. 2018(03)
[5]灰尘覆盖对光伏组件性能影响的原位实验研究[J]. 官燕玲,张豪,闫旭洲,肖斌,周治. 太阳能学报. 2016(08)
[6]太阳电池积灰对其发电性能影响的研究[J]. 李练兵,王增喜,刘斌,郭向尚. 太阳能学报. 2016(06)
[7]空冷凝汽器灰垢费用评估与最佳清洗周期优化[J]. 赵波,杨善让,刘志超,曹生现. 化工学报. 2016(09)
[8]灰尘对硅系列太阳能电池性能的影响[J]. 赵卓静,崔敏,王怡然,于海波,程洋,欧阳丽婷,邓金祥. 物理实验. 2016(03)
[9]太阳光模拟器的解析、应用及其发展[J]. 蔺佳,桑丽霞,张静,赵阳博. 太阳能. 2015(10)
[10]户用型光伏电池板积灰密度对转换效率影响研究[J]. 朴在林,张萌,丁文龙. 中国农机化学报. 2015(04)
博士论文
[1]近海面海浪破碎形成弥散介质辐射传输特性[D]. 马兰新.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：2970415
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－］灰尘颗粒及侵蚀对光线的传输影响［３１１??Ｆｉ．?１－１?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｄｕｓｔｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ａｎｄ?ｅｒｏｓｉｏｎ?ｏｎ?ｌｉｇｈｔ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．??
用。??Ｚａｎｇ＾利用美国ＮＡＳＡ［３］提出的重叠模型推导出灰尘沉积影响太阳电池板表面太阳光透射率??的入射角模型，该模型分析了灰尘半径、单位面积灰尘沉积的质量和太阳入射角３个方面的??影响因素。通过对不同模型计算结果的对比以及利用标准灰尘进行试验验证，入射角模型能??较全面和准确地分析灰尘沉积对光伏发电的影响程度。最后分析了入射角模型的应用场合和??应用手段。??在稠密粒子系统的光学参数求解方面，Ｈ．?Ｆｕｊｉｗａｍ［６９］将稠密灰尘粒子系统等效成连续介??质来处理，其理论模型如图１－３所示。文中指出光滑表面的粗糙粒子介质可以将粗糙粒子等??效成均匀的粒子层，对于等效粒子层的光学常数可按照物质体积分数关系以及介电函数等关??系求解。同理，ＴＳａｎｇ［７ａ７１１将稠密粒子系看作等效均匀介质，并提出了稠密介质辖射传输理论??方法，基于准晶态近似和径向分布函数计算等效复折射率，从而最终计算稠密粒子系的衰减??系数。??（ａ）样本形状?（６）光学模型??Ｎ〇?环境??ＶｙＶＶＶｎ?Ｉ?等效￥质曼—?Ｉ?ｄ??样本?＿＿＾?Ｎ２??图１－３表面粗糙物质的等效模型［６９１??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｍｏｄｅｌ?ｗｉｔｈ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ．??１．２．４积灰板面的清洗研究??枳灰所造成的效率下降和经济损失问题是不容忽视的，对于灰尘积聚后如何进行清洗、??何时进行清洗才能保证电站的经济性最大是学者们对积灰板面清洗前应该考虑的问题。早在??１９８０年Ｃｕｄｄｉｈｙ［７２＿７４１提出了光伏板表面灰尘的沉积和污染机理以来研宄光伏板的积灰清洗问??题
第２章实验系统方法与灰尘粒子特性??第２章实验方法与灰尘粒子特性??２．１积灰光伏板光传输特性实验系统与方法??２．１．１实验系统介绍??光纤光谱仪测量系统如图２－１所示。实物图如２－２为所示。实验系统由四部分组成，??分别为：太阳光模型系统、灰尘承载系统、光纤光谱仪测试系统以及设备支架辅助系统。??太阳光模擴＾灰尘的玻璃板??ｒ￣Ｈ厂支架??＾４?ｙ光纤探头??匚：：：：：：：：：：：￣￣??ｙ?光纤光谱仪??光纤?￣￣￣??????＊…??ＣＺ３??Ａ．光谱透射比测量??Ｃ＝３??／１１１１＼??遮光罩咖．、＾??带灰尘的光伏板?＾???—?—?ＣＺＺ３?…??Ｃ３??Ｂ．光谱反射比测量??图２－１光纤光谱仪测量示意图??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｆｉｂｅｒ?ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．??？１３－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]非球形火星沙尘粒子的光谱散射特性研究[J]. 杨玉峰,韩安丽,秦建华,王昭雷. 光子学报. 2019(12)
[2]沙漠沙尘粒径对太阳能光伏组件性能影响的实验研究[J]. 赵明智,苗一鸣,张旭,孙浩. 太阳能学报. 2019(03)
[3]月球尘埃对太阳电池主要参数影响研究[J]. 庄建宏,高欣,郭兴,崔新宇,李雄耀. 太阳能学报. 2019(01)
[4]沙漠环境沙尘覆盖下的光伏组件输出特性研究[J]. 赵明智,张旭,苗一鸣,孙浩,康晓波. 太阳能学报. 2018(03)
[5]灰尘覆盖对光伏组件性能影响的原位实验研究[J]. 官燕玲,张豪,闫旭洲,肖斌,周治. 太阳能学报. 2016(08)
[6]太阳电池积灰对其发电性能影响的研究[J]. 李练兵,王增喜,刘斌,郭向尚. 太阳能学报. 2016(06)
[7]空冷凝汽器灰垢费用评估与最佳清洗周期优化[J]. 赵波,杨善让,刘志超,曹生现. 化工学报. 2016(09)
[8]灰尘对硅系列太阳能电池性能的影响[J]. 赵卓静,崔敏,王怡然,于海波,程洋,欧阳丽婷,邓金祥. 物理实验. 2016(03)
[9]太阳光模拟器的解析、应用及其发展[J]. 蔺佳,桑丽霞,张静,赵阳博. 太阳能. 2015(10)
[10]户用型光伏电池板积灰密度对转换效率影响研究[J]. 朴在林,张萌,丁文龙. 中国农机化学报. 2015(04)
博士论文
[1]近海面海浪破碎形成弥散介质辐射传输特性[D]. 马兰新.哈尔滨工业大学 2017
本文编号：2970415
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