【摘 要】
:
光伏组件运行于室外环境,其表面不可避免地存在灰尘沉积并遮挡太阳辐射,从而导致其光电转化效率和输出功率的降低。而光伏组件表面灰尘沉积受所处地理区域各种自然环境因素和安装参数因素的综合影响,呈现显著的地理区域差异性,使得在特定区域、特定环境条件下,考虑有限影响因素的光伏组件表面灰尘沉积研究结果及其应用具有一定地理区域局限性。为此,本文综合运用颗粒动力学、数值模拟和区域聚类等理论和技术,通过试验研究光伏
【基金项目】
:
国家自然科学基金面上项目“基于性能退化影响因素区域聚类的光伏组件现场可靠性评估预测理论及其应用研究”(NO.72071099);
论文部分内容阅读
光伏组件运行于室外环境,其表面不可避免地存在灰尘沉积并遮挡太阳辐射,从而导致其光电转化效率和输出功率的降低。而光伏组件表面灰尘沉积受所处地理区域各种自然环境因素和安装参数因素的综合影响,呈现显著的地理区域差异性,使得在特定区域、特定环境条件下,考虑有限影响因素的光伏组件表面灰尘沉积研究结果及其应用具有一定地理区域局限性。为此,本文综合运用颗粒动力学、数值模拟和区域聚类等理论和技术,通过试验研究光伏组件表面灰尘沉积规律及其地理区域差异性,并将研究结论应用于光伏组件安装参数的优化设计。首先,研究灰尘颗粒沉积的判断准则和灰尘沉积的影响因素。应用颗粒动力学理论研究单个灰尘颗粒与接触面碰撞和粘附过程的力学行为,基于颗粒碰撞过程中的运动情况及能量耗散,引入颗粒-壁面的势阱深度来求解灰尘沉积在光伏组件表面的临界吸附速度,以此为条件,建立光伏组件表面灰尘沉积的判断准则。此外,采用故障树分析法对影响灰尘沉积的因素进行系统分析,将影响灰尘沉积的因素分为自然环境因素与安装参数因素。其次,三维数值模拟确定光伏组件表面的灰尘沉积率。根据组件所处的自然环境参数与安装参数,利用Fluent软件建立反映灰尘沉积判断准则的三维仿真模型并进行数值模拟,通过模拟可得到不同影响因素下光伏组件表面的灰尘沉积率,并将其应用于积灰条件下的发电量预测计算。通过实际案例,比较了光伏组件预测发电量与实际发电量之间的相对误差,对该方法进行了验证。再次,聚类研究确定灰尘沉积数值模拟结果的适用地理区域。基于灰尘沉积自然环境因素对中国大陆31个省级行政区进行地理区域聚类,可得到灰尘沉积影响因素及其影响程度最具一致性的9个地理区域类别。在同一聚类区域,通过三维数值模拟所确定的光伏组件表面灰尘沉积率则在该聚类区域具有一般性和普遍适用性。最后,将灰尘沉积三维数值模拟研究方法应用于光伏组件安装参数的优化。以福建、广东、广西、海南构成的聚类区域为应用研究对象,通过正交试验设计进行数值模拟,分析得到了该区域风速、相对湿度、温度和灰尘浓度、安装倾角和安装高度对灰尘沉积结果的影响情况。通过均匀试验设计,模拟计算了不同安装参数下的灰尘沉积率,以最大发电量为目标,可确定该区域内光伏组件的最佳安装角度为17°和安装高度为0.5m。论文基于颗粒动力学理论建立的光伏组件表面灰尘沉积判断准则,构建三维仿真模型并通过数值模拟得到不同影响因素综合作用下光伏组件表面的灰尘沉积率,再经聚类研究确定其适用的地理区域,研究结论可有效指导处于区域类别内的光伏组件安装参数的优化。
其他文献
随着社会的快速发展,国民对于车辆碰撞安全性能的要求也越来越高,而车身往往具有较为复杂的系统工程,在提高其碰撞安全性的同时,如何协调好车身结构性能与其他性能(安全性、舒适性等)之间的约束关系,提高整车性能水平,是当前较为棘手的问题。多学科设计优化方法得以充分考虑系统中各类影响因子之间的相互约束作用,是解决上述问题的有效途径。本文主要针对某国产小型电动汽车的车身结构进行优化设计,利用有限元方法在碰撞安
随着经济的飞速发展,人们对汽车的需求变得日益多样化,自动驾驶车辆在规模化运行以后能够极大的缓解道路交通拥堵,提高车辆行驶的安全性,其能部分甚至完全取代人类驾驶员的驾驶动作而具有友好的操纵性,逐渐走入大众的视野,成为社会发展的潮流。秉承“安全、舒适、高效、节能”的汽车行业发展理念,自动驾驶技术是未来汽车工业最有发展潜力和技术创新的方向之一。园区自动驾驶小巴作为智能车辆的重要实现载体,在工厂、景区等日
人体运动监测对人体的身体状况分析具有重要的意义。在科技迅速发展的时代,为了增强全民体质,我们可以借助科技产品来辅助改善我们的身体状况。俯卧撑是人们喜爱的健身运动之一。本文采用光纤光栅评估俯卧撑运动的典型特征参数,用以评判俯卧撑运动能力。光纤布拉格光栅(FBG)传感器相比于传统传感器具有质量轻、体积小、易构建传感网络实现多点测量以及免疫电磁干扰可用于复杂的环境中等优势。本文基于光纤布拉格光栅传感理论
在数据交互越来越频繁与流畅的信息化社会,生活品质的提高和工业发展已经使得人们不满足于自动化生产和简单的人机交互,人类希望机器人除了自动执行某段程序之外,也可以进行预测性操作。因此,如何让机器人感知周围环境并根据采集到的信息做出符合人类预想的操作成为了研究热点,而在众多传感器技术中,触觉传感器更受关注。光纤布拉格光栅可以将压力、温度、振动等信息转变为光波长信号,通过相应的感知单元和解调方法实现定量表
随着社会的迅速发展,在人机交互环境中,传统机器人已无法满足生产的高柔顺性、灵巧性以及智能性的要求。为了使机器人能够表现出类人性能,可以通过柔顺控制方式控制机器人使其具备人的阻抗特性,从而能够保证人机交互的安全稳定。本文提出了一种基于表面肌电信号预测肘关节刚度的方法,这种方法通过分析表面肌电信号,并对关节刚度做出实时预测,进而控制机器人,实现机器人的柔顺性。(1)确定基于表面肌电信号预测关节刚度的研
随着科技的进步人们对可穿戴设备上的传感器提出了更高的要求,柔性传感器有着良好的柔韧性和安全性,有效地弥补了刚性传感器的不足。光纤布拉格光栅(FBG,Fiber Bragg Grating)传感器有着体积小、柔韧性好和易于集成等优势,利用该传感器研制柔性感知袖套有着重要的的理论意义和实际应用价值。本文基于光纤布拉格光栅的传感原理,使用聚氨酯弹性纤维设计制作柔性敏感单元,运用敏感单元研制可穿戴柔性感知
从二十一世纪以来为了解决交通拥堵、交通事故和未来城市发展等问题,国内外不断有公司和高校在探索智能汽车领域。智能驾驶是现代汽车的主要探索方向,它是一种集感知、定位、规划、决策、控制于一体的智能化产品。在智能汽车中车辆行驶的状态的控制是实现无人驾驶的关键一环,而在控制环节中有车辆的横向控制和纵向控制。横向控制是指智能汽车的轨迹跟踪控制,设计合适的控制器让智能汽车能够沿着规划和决策给定的期望轨迹行驶。一
铜箔以及铜合金等材料作为许多企业的生产原料,企业对它的精度和质量都有一定的要求。许多铜加工企业都面临生产质量、精度和效率等多方面的问题。生产过程信息化是企业解决此类问题常用的方法之一。本文以国内某个铜加工企业为背景,进行制造执行系统建设,对繁复的工序进行管控,实现质量和效率的提升,来提高企业的经济效益。本文的主要研究如下:(1)通过对该企业的铜箔加工工艺流程分析,详细的说明工艺工序对生产的影响,以
非晶合金经过近些年的发展,已经涌现出了一些性能优良的非晶合金材料,钛基非晶合金就是其中之一,其具有弹性极限高、耐腐蚀性好、硬度高等优良性能,但是也存在着室温脆性等缺点。为应用于实际中,传统的切削加工必不可少,但是目前对于非晶合金的切削还有诸多不明了之处。本文从有限元仿真及实验的角度系统地分析了钛基非晶合金剪切带及切屑的形成过程;并做实验分析不同切削参数下的切削力的形态及其形成原因、切屑形貌及已加工
可穿戴心电信号采集设备可提供24小时不间断的心电信号监测,传统的基于奈奎斯特采样定理的心电信号采集,需要以高于心电信号最高频率两倍的采样频率进行采样,高采样频率和持续的采样将产生大量的数据。如此大量的数据对设备的存储、转发都是一个不小的负担。因此,对于可穿戴心电信号采集设备,降低系统的采样频率,具有重要意义。论文在广泛阅读国内外相关文献的基础上,针对现有可穿戴心电信号采集设备中存在的采集数据量高、