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非晶硅薄膜太阳能电池热模型的模拟与实验研究
  • ISSN号:1006-2467
  • 期刊名称:《上海交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TM914.42[电气工程—电力电子与电力传动] TU381[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]上海交通大学空间结构研究中心,上海200240, [2]上海交通大学太阳能研究所,上海200240, [3]上海太阳膜结构有限公司,上海200030
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51278299)
中文摘要:

为了研究柔性非晶硅薄膜太阳能电池(a-Si PV)在晴和多云天气下的温度值,基于能量守恒法建立了a-Si PV的光热模型,考察了各部分参数取值,编写了微分方程的求解程序,并设计研制了一套实验模型进行验证.实验结果表明:a-Si PV电池的温度受日照辐射强度的影响最为显著;安装角度和环境温度也在一定程度上影响a-Si PV的温度值;晴天时的温差大于多云天气下的温差.实测值与模拟值对比表明:该模型可以准确模拟PV温度在晴和多云天气下的变化;数值结果与实验结果最大差值为3.9℃,主要原因是多云天气日照辐射强度的波动性和PV材料热容引起的热响应时滞.建立的a-Si PV热模型考虑了主要的影响因素,可较为准确地得到在晴和多云天气下的温度变化.

英文摘要:

In order to investigate the temperature of amorphous silicon photovoltaic panel (a Si PV) under sunny and cloudy conditions, a thermal model was developed based on the total energy balance on the control volume. In the differential equation, the corresponding short wave radiation, long wave radiation, convection and generated power were determined, respectively. And then, this equation was solved by a newly-developed program. Besides, an experimental mockup was designed to get the experimental data for the verification of the numerical results. The measured results show that the effect of solar irradiance on temperature is much more significant than that of the installation angles and ambient temperature, and that the maximum temperature variation under sunny condition is greater than that under cloudy condition. The comparative analysis shows that this model could correctly predict the temperature of the a-Si PV under sunny and cloudy conditions. The maximum difference is 3.9 ℃. The acceptable reasons are the solar irradiance with strong fluctuation under cloudy condition and the PV thermal response time effects caused by the thermal mass of the PV materials. In summary, this model could consider most of the variables influencing the temperature of the PV and get the precise temperature variation of the a-Si PV under sunny and cloudy conditions.

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期刊信息
  • 《上海交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:郑杭
  • 地址:上海市华山路1954号15F
  • 邮编:200030
  • 邮箱:shjt@chinajournal.net.cn
  • 电话:021-62933373 62932534
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-2467
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1466/U
  • 邮发代号:4-256
  • 获奖情况:
  • 1996年全国优秀科技期刊奖,1992年、1996年、1999年国家教育部系统优秀科技期刊奖,2002年“百种重点期刊奖”,2003年百种中国杰出学术期刊,2004年教育部全国高校优秀科技期刊一等奖,2004年“百种重点期刊奖”
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30903