室内光伏的应用前景与挑战

社会的发展离不开能源的发现与创造,光伏能源的多形式运用在能源领域大放异彩,室 内光伏器件逐渐成为大家所关注的热点。室内光伏IPV (Indoor photovoltaics) 作为低照度条件 下的电源,可以满足低功率电子器件的工作要求。本文主要比较了基于硅、染料、III-V 族半导 体、有机化合物和卤化物钙钛矿这些不同类型的IPV 器件。得益于卤化物钙钛矿活性层具有优 异的光物理特性,钙钛矿光伏具有成为高性能室内光伏器件的潜力。与此同时也讨论了室内光伏 的局限性。最后,提出了制备生产高效率、无毒、稳定的钙钛矿室内光伏器件的解决方案以及未 来应用展望。     

光伏发电技术及应用

文章介绍了光伏发电系统的工作原理和在建筑供电中的应用－“光伏－建筑一体化Building Photovoltaics(BIPV)”。     

聚光光伏系统的发展及未来趋势

介绍了聚光光伏系统的发展历史和研究现状。对聚光光伏系统中的主件一聚光器和光伏电池进行了详细分类，给出了它们的特点和主要参数。描述了国外一些厂家为提高光伏系统效率并降低成本而研制的太阳跟踪系统。总结出聚光光伏系统的发展趋势，主要是指高倍聚光器＋跟踪系统和低倍大角度聚光器＋分光元件＋多节电池等。最后就目前状况提出了聚光光伏系统商业化还需要解决的问题。     

市场调研机构发出预警

正一直为中国光纤市场唱赞歌的权威市场研究机构CRU发出了预警。CRU称,通过该机构的研究,由于主要的电信基础设施建设延迟,2013年第三季度中国光纤市场增长低于预期,增长主要发生在拉丁美洲和非洲等新兴市场,2013年前三季度增长率达到13%。作为前几年新兴市场的典型代表,伴随着几年来的高速发展,中国市场已经悄然成长为一个庞然大物,去掉了"新兴"的帽子。根据CRU的统计,2012年     

复色光光伏空间孤子

提出了双色信号光、单色背景光的光伏空间孤子理论,并获得了亮孤子解.用Cu:KNSBN晶体作介质,获得了复色信号光、单色背景光的复色光光伏空间亮孤子 关键词： 光伏空间孤子 复色光     

暗光伏孤子的实验研究

在LiNbO3∶Fe晶体中,采用相位掩模对部分空间非相干和相干暗光伏孤子进行了实验研究.实验观察到了部分空间非相干和相干的一维和二维暗光伏孤子,它们的形成来源于光伏效应,是自散焦效应和衍射效应平衡的结果.实验和理论分析表明,暗光伏孤子的形成与光的传输方向,强度梯度与晶体c轴夹角有关;只有在一定的条件下,才能得到稳态的部分空间非相干暗光伏孤子.     

黄铁矿的横向光伏效应研究

研究了天然黄铁矿(FeS₂)的横向光伏效应,探究了激光辐照FeS₂时,激光感生电压随电极方式、电极间距、激光波长和功率密度的变化规律,并分析了相应的物理机制．实验结果表明：FeS₂在可见和近红外激光的辐照下,双电极的信号响应均大于叉指电极,且激光感生电压的稳定值大小随着电极间距的增大而增大．用532nm和808nm的激光辐照FeS₂样品时,所产生的激光感生电压峰值与激光器功率密度具有相似的线性关系,表明光热效应是FeS₂激光感生电压响应的主要原因．     

光伏孤子对向传播相互作用研究

用数值方法研究了对向传播条件下不同频率的光伏孤子的相互作用行为.结果表明，两个不同频率的光伏孤子在对向传播相互作用过程中表现出不同的空间演化动力学特性.共轴对向传播时两孤子光场有着不同的会聚或发散行为，并且依赖于晶体长度；非共轴对向靠近传播孤子的会聚或发散作用有所减弱，但频率较大的孤子对频率较小的孤子有显著的吸引作用，使其发生横向偏移，孤子的演化方式也不同于同向传播的情形.     

相干光伏空间孤子非对称碰撞研究

采用数值方法研究了三个呈非对称分布的相干光伏空间孤子碰撞相互作用.结果表明,随着信号光的入射角度在一定范围内逐渐改变,三个孤子在晶体中碰撞后会产生孤子的分裂或湮没现象.当孤子碰撞后出现分裂或湮没时,若保持孤子的碰撞角度不变,改变其中任意一个孤子的初始相对相位,孤子的碰撞行为也将随之迅速改变,产生新的孤子分裂、湮没或其他碰撞现象.另外,研究结果还表明,作为具有不可积哈密顿系统特性的光伏孤子,其小角度碰撞过程中动量和能量仍然是守恒的. 关键词： 光伏孤子 非对称碰撞 分裂 湮没     

光伏发电系统充放电控制策略研究

本对光伏发电系统中影响蓄电池寿命各因素进行了简单分析,并在此基础上提出了一种新的充放电控制策略。实验结果证明该控制策略能较显提高蓄电池的放电容量。     

平板型玻璃镜反射太阳能聚光光伏系统的实验研究

提出了一种平板型玻璃镜反射太阳能聚光器,用于太阳能聚光光伏/光热利用.其结构主要由平面框架上倾斜放置粘贴或镶嵌在平直型材上的多块条形玻璃镜构成,聚光接受体为平板光伏电池或集热管.条形玻璃镜的宽度和倾斜角度随自身所处位置、聚光接受体形状尺寸和安放角度,是否考虑太阳入射光立体角影响等因素由所给公式确定.利用CCD 法测量了...     

基于集成运放的太阳能控制器

现有光伏系统的控制器普遍选用微控制器为核心,为使之与电子技术课程教学案例开发相结合,提出采用集成运放替代微控制器的智能太阳能控制器方案,并以直流12V/10A小功率应用为研究实例。实验结果表明该控制器方案可行,且电路简单、成本低廉,适用于实验教学与课程设计。     

两级透射-反射聚光分频电热联产系统设计和分析

在传统聚光条件下的太阳能光伏发电系统中,由于太阳光中存在所有波段的光子,而其中只有一部分能够被太阳电池用来发电,其余的部分进入太阳电池之后非但不会被用于发电,反而会变成热量使太阳电池升温,从而使电池光电转换效率下降．本文设计了一种聚光且具有分频功能的太阳能电热联产系统,利用线聚焦菲涅尔透镜和光谱选择性透过涂层改善太阳电池表面的入射光环境,在聚光的同时将不利于光伏发电的太阳光波段反射并加以收集利用．分析结果表明,与相同条件下传统的只进行聚光的光伏系统相比,两级透射一反射聚光分频电热联产系统具有更高的太阳能利用效率．     

基于温度测量法的光伏阵列失效组件监测系统的设计

为了解决光伏阵列电站中的光伏组件由于各种原因产生失效,不能及时发现、维护而导致较大的经济损失问题,提出了一种通过在PV组件接线盒上安装无线温度传感器,动态的监控旁路二极管温度间接监测失效组件的新方法,该方法能够在不影响光伏组件结构的情况下及时发现、定位光伏阵列中失效的光伏组件;文中对热斑效应形成和温度测量法的联系以及异常数据点的处理做了较为详细的阐述,设计了温度采集和无线传输系统的硬件电路,电路简单、可靠,成本低廉易于实现,采集精度符合设计要求;并编写了PC端的的监测系统的程序,通过对PV组件失效进行遮挡验证,结果表明基于温度测量法的光伏阵列失效组件监测系统检测结果可靠温度,易于使用。     

光学与太阳能

开发资源丰富、可再生,清洁的新能源是全球一项紧迫的战略任务.在概述现有能源技术的基础上,从光学和光学技术角度重点对太阳能的直接利用、太阳能电池以及太阳能分解水制氰进行了分析.指出了利用简单有效的太阳能跟踪聚焦系统,以及耐热、低损耗、低成本和宽光谱传输的空芯塑料光纤,可以加大对太阳能的直接利用和普及推广;在太阳能电池方面,应重点研究和发展各种薄膜太阳能电池,采用对可见、紫外和红外光谱吸收的、具有不同带隙的复合材料和采用多结器件,以进一步提高电池的转换效率和降低成本;在太阳能分解水制氢方面,应该把直射到地球表面的、从紫外-可见-红外的宽太阳光谱,利用空腔辐射器作一个变换,转换成绝大部分位于水分子有强烈吸收带的红外区.同时利用催化剂(敏化剂),对水进行红外光催化分解反应,或者利用红外多光子离解这有可能取得工业化规模制氢的突破.     

PV System Failures Diagnosis Based on Multiscale Dispersion Entropy

Photovoltaic (PV) system diagnosis is a growing research domain likewise solar energy’s ongoing significant expansion. Indeed, efficient Fault Detection and Diagnosis (FDD) tools are crucial to guarantee reliability, avoid premature aging and improve the profitability of PV plants. In this paper, an on-line diagnosis method using the PV plant electrical output is presented. This entirely signal-based method combines variational mode decomposition (VMD) and multiscale dispersion entropy (MDE) for the purpose of detecting and isolating faults in a real grid-connected PV plant. The present method seeks a low-cost design, an ease of implementation and a low computation cost. Taking into account the innovation of applying these techniques to PV FDD, the VMD and MDE procedures as well as parameters identification are carefully detailed. The proposed FFD approach performance is assessed on a real rooftop PV plant with experimentally induced faults, and the first results reveal the MDE approach has good suitability for PV plants diagnosis.     

太阳耀斑与太阳高能粒子

考虑日冕区加速中相对论性粒子的扩散激波加速,结果表明:(1)粒子随时间的分布,其主要特点是随时问增加,一定能量的粒子分布迅速增加至最大后下降,并且能量越大,其最大就越向着大时间移动;(2)给出了相应的时间积分谱,它正比于具有指数截止的粒子动量的幂律.还讨论了粒子加速到高能区的条件及可能性.     

一种简单的短时辐照度预测研究

准确的辐照度预测是光伏发电系统预测输出功率的关键,而辐照度受纬度、天气类型、海拔等因素的影响巨大,不同地区差异较大。目前对辐照度的短时预测研究中复杂的气象数据获取难度大,因此提出了一种利用便于获取气象数据进行辐照度短时预测的简单方法。根据武汉市特有的地理位置特点,将天气类型分为四类,将环境监测仪实时测量的温度、辐照度数据及不同时刻的太阳高度角作为网络的输入,用多变量BP神经网络模型对05:00到20:00时的每小时辐照度进行短期预测。将得到的预测结果与仅用历史辐照度数据作为输入得到的预测结果进行对比,该模型准确性有很大的提高。最终以持续性方法为基准得出预测技能。结果显示该模型在A、B类天气时预测技能均在0.75以上,大部分分布在0.80~0.85,表明该模型在仅利用便于获取的气象信息的基础上能够较准确地对短时辐照度进行预测。     

掩星状态下的太阳形状及强度的理论及数值分析

提出了一种掩星状态下获得太阳形状及强度的方法,并进行了理论推导,建立了数值仿真模型。建立了无大气折射效应下的太阳形状及强度矩阵,并以此作为参考,通过阿贝尔积分公式及折射率垂直剖面反演得到经大气折射后的太阳像面任意位置处的大气弯曲角,根据弯曲角计算得到掩星后太阳像面各个点位置相对于不发生掩星时的位移,根据参考像面即可得到掩星后的太阳像面形状及强度矩阵。 仿真结果表明,采用此模型能实现掩星状态下,不同轨道位置,任意切点下的太阳形状及强度分布。 同时,以卫星轨道高度600 km作为仿真算例,模拟获得了从5~60 km不同正切点高度位置处相应的太阳形状及强度分布,并且仿真得到了云层遮挡下的太阳强度分布图。此模型对应用于卫星姿态部件的测试标定、遥感技术及材料测量等领域,实现能够较为真实地反映太阳形状及强度的太阳模拟器,具有较高的参考价值。