少妇视频无码专区,三级黄线在线免费播放,婷婷在线免费手机视频,潮喷潮喷吧日韩人妻无码,中文亚洲天堂,亚洲午夜福利一级无码男同,国内高清无码视在线

本文將介紹一種預(yù)測(cè)地面電站雙面組件發(fā)電增益模擬的模型，并通過應(yīng)用這個(gè)模型到各種不同的系統(tǒng)參數(shù)配置如地面反射率、組件安裝高度、組件對(duì)地表的覆蓋度(GCR)、陰影遮擋來分析雙面組件發(fā)電增益的變化。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以設(shè)計(jì)出在具體項(xiàng)目地最優(yōu)的系統(tǒng)安裝參數(shù)從而達(dá)到更優(yōu)的雙面發(fā)電增益。

01雙面增益光學(xué)模型介紹

目前主流的軟件模擬廠商和第三方研究機(jī)構(gòu)普遍采用兩種光學(xué)模型來模擬雙面組件的發(fā)電增益分別是視角系數(shù)模型(View-factor model)和光線追蹤模型(Ray-tracing model),接下來將詳細(xì)解釋下這兩種光學(xué)模型。

視角系數(shù)模型主要是PVSyst, SAM, ISC Konstanz這些廠家和機(jī)構(gòu)在運(yùn)用，視角系數(shù)在雙面組件仿真中，主要用來表示：從地面發(fā)射出來的輻照量，有多少能被組件的背面接收到。假設(shè)：地面為A1，組件背面為A2，則FA1→A2表示A1反射的輻照量，有多少比例可以被A2接收。Ufuk Alper Yusufoglu在2014年第四屆國(guó)際晶硅光伏會(huì)議上介紹了視角系數(shù)的模型，計(jì)算公式如下：

以上公式中：A1是指地面，A2是指組件背面，θ1是A1法線n1與A1和A2之間連線s的夾角，θ2是A2法線n2與A1和A2之間連線s的夾角。而早在1981年U. Gross在Letters in heat and mass transfer 8.3期刊中就將此公式解開，求解示意圖如下所示：

對(duì)以上公式進(jìn)一步推導(dǎo)可得出：

可以看出，這是一個(gè)涉及到三維坐標(biāo)系的計(jì)算公式，因此計(jì)算變的非常復(fù)雜。為了簡(jiǎn)化此計(jì)算公式，假設(shè)固定支架在東西方向上是無限長(zhǎng)的，這個(gè)三維坐標(biāo)系就可以簡(jiǎn)化為二維坐標(biāo)，從側(cè)面看，簡(jiǎn)化的二維圖如下所示：

只要對(duì)上圖中橫坐標(biāo)中的每個(gè)點(diǎn)的視角系數(shù)進(jìn)行積分，就能得到組件背面總的視角系數(shù)。

此外由于斜入射組件的光會(huì)被組件遮擋住在地面產(chǎn)生陰影區(qū)域，而只有散射光DHI能夠被陰影區(qū)域反射。然而在非陰影部分，直射光BHI (direct beam horizontal irradiance)和散射光DHI都能夠被反射。Iref,r，代表兩個(gè)區(qū)域反射的輻照度的總和：

以上公式中：Albedo代表地面反射率，DHI代表陰影區(qū)域的散射光輻照度，GHI代表非陰影區(qū)域直射光和散射光總的輻照度，代表地面陰影部分與組件背面的視角系數(shù)，代表地面非陰影部分與組件背面的視角系數(shù)。通過以上公式計(jì)算就可以得出組件背面接收到的輻照度總和，從而進(jìn)一步算出雙面組件的背面發(fā)電增益。

另一種光線追蹤模型主要是NREL, EDF R&D, Fraunhofer ISE在運(yùn)用，這種模型來源于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)-光線追蹤法(Ray-tracing)，主要是通過計(jì)算機(jī)軟件模擬計(jì)算光線照射到物體表面反射到人眼中的光線數(shù)量，以此原理可以計(jì)算出雙面組件背面接收到的輻照度。

簡(jiǎn)單打個(gè)比方，把渲染圖像當(dāng)做人類的眼睛或者照相機(jī)，當(dāng)有光線經(jīng)過物體反射后進(jìn)入我們的眼睛或者相機(jī)，我們才能看到這些物體、相機(jī)也才能成像，如上左圖示意。然而從光源射出的光線絕大多數(shù)不能進(jìn)入“人眼”，所以在模擬的時(shí)候就不需要追蹤這些不能進(jìn)入“人眼”的光線。

但如何確定哪些光線需要追蹤呢?計(jì)算機(jī)科學(xué)中給出了一種逆向的解決方法。如上圖右，我們假設(shè)從“人眼”處發(fā)射處一定數(shù)量的光線，這些光線和虛擬的三維物體發(fā)生交互后如果能夠會(huì)聚到光源處，那么這些光線就是需要追蹤的;并且這里“一定數(shù)量”(影響渲染分辨率)和“交互”(影響渲染結(jié)果的真實(shí)性)都是人為可控的。上述過程可用數(shù)學(xué)計(jì)算并用計(jì)算機(jī)語言實(shí)現(xiàn)。

02用軟件模型研究影響雙面組件發(fā)電因素

影響雙面組件背面發(fā)電增益的主要因素有地面反射率、組件安裝高度、組件對(duì)地表的覆蓋度(GCR)、陰影遮擋等。下面將用PVsyst軟件(基于視角系數(shù)光學(xué)模型)來模擬每種因素對(duì)雙面組件背面發(fā)電的影響。

2.1 地面反射率對(duì)雙面發(fā)電的影響

理論上來說地面反射率越高則雙面組件背面接收到的輻照越高，從而雙面增益越高。但是雙面增益與地面反射率的具體關(guān)系如何，還需要進(jìn)一步研究。

下圖用軟件模擬了在5個(gè)不同城市中的地面反射率和雙面增益的關(guān)系，基本可以看出雙面增益與地面反射率呈現(xiàn)線性關(guān)系。這點(diǎn)比較容易理解，因?yàn)殡p面組件背面總輻照度公式中，總輻照度與反射率也是線性關(guān)系，說明模擬的結(jié)果與理論是吻合的。

2.2 組件安裝高度對(duì)雙面發(fā)電的影響

根據(jù)視角系數(shù)的二維簡(jiǎn)化模型來看，組件安裝高度升高，視角系數(shù)會(huì)變小，但是背面接收到的輻照度會(huì)增加，因此雙面發(fā)電增益與安裝高度的關(guān)系不再是線性關(guān)系，下圖分別模擬30%，50%，80%地面反射率情況下組件安裝高度變化引起的雙面發(fā)電增益，可以看出在安裝高度0-1米內(nèi)，雙面增益增長(zhǎng)的趨勢(shì)較快，而在1米高度以上則增長(zhǎng)趨勢(shì)變緩。

值得注意的是當(dāng)組件安裝高度變化時(shí)，雙面組件背面接收到的輻照度均勻度也會(huì)受到變化，從而影響到雙面組件背面的發(fā)電增益。下圖模擬了兩種高度下組件背面輻照的均一性，可以看出在安裝高度是1米左右時(shí)，背面輻照度均勻一致，有利于組件發(fā)電量的提升。

2.3 組件對(duì)地面的覆蓋度(GCR)對(duì)雙面發(fā)電的影響

組件對(duì)地面的覆蓋度(GCR)是指方陣的寬度除以陣列間距的比值，根據(jù)視角系數(shù)的二維簡(jiǎn)化模型來看，GCR變小(即方陣間距變大)，則視角系數(shù)變大，地面反射的輻照度變大。但是因?yàn)镚CR的變化是直接與視角系數(shù)相關(guān)的，里面存在復(fù)雜的積分關(guān)系，所以雙面發(fā)電增益與GCR的函數(shù)關(guān)系則變得復(fù)雜。

下圖模擬了GCR變化導(dǎo)致的雙面增益的變化趨勢(shì)，可以看出當(dāng)GCR從0.25到0.5時(shí)，雙面增益基本呈現(xiàn)線性關(guān)系但是當(dāng)GCR從0.1到0.25時(shí)，雙面增益斜率則變小，變化趨勢(shì)變緩。理論來說，方陣間距增大則雙面增益變大，但是用地成本也相應(yīng)提高，電站設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮雙面增益與成本，找出最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。

2.4 陰影遮擋對(duì)雙面發(fā)電的影響

在某些情況下，組件背面的支架遮擋是無法避免的如下圖所示，支架離組件的高度(h)與支架的厚度(a)變化都會(huì)對(duì)組件背面接收到的光產(chǎn)生影響。

對(duì)以上兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行模擬(如下圖)可看出增加支架離組件高度或者減小支架的厚度都會(huì)減少遮擋帶來的光學(xué)損失，如果背面的支架遮擋無法避免，則推薦支架離組件高度至少大于40mm。

此外，也對(duì)邊框遮擋與雙面發(fā)電增益進(jìn)行了研究，下圖模擬結(jié)果可看出所有由邊框產(chǎn)生的陰影遮擋都會(huì)導(dǎo)致光學(xué)損失。電池片與邊框距離越遠(yuǎn)，則遮擋產(chǎn)生的光學(xué)損失越小。而邊框C面距離組件高度越高，則產(chǎn)生的光學(xué)損失越大。

為了盡量消除邊框遮擋帶來的光學(xué)損失，特別設(shè)計(jì)了無C面的短邊框，并經(jīng)過戶外實(shí)測(cè)驗(yàn)證如下圖，其相比于常規(guī)短邊框發(fā)電量增益平均在0.6%。

綜上所述，影響雙面組件發(fā)電的主要因素有地面反射率、組件安裝高度、組件對(duì)地表的覆蓋度(GCR)、陰影遮擋等，對(duì)于EPC來說，綜合考慮以上幾種因素有利于設(shè)計(jì)出最高性價(jià)比的電站，給客戶端帶來更可觀的收益。