沙漠沙尘对光伏组件输出特性影响的实验研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151800097硕士学位论文学生类别：全日制专业型硕士研究生学位类别：工程硕士领域名称：动力工程论文题目：沙漠沙尘对光伏组件输出特性影响的实验研究英文题目：ExperimentalStudyonEffectofDesertdustonOutputCharacteristicsofPhotovoltaicModules学生姓名：张旭导师姓名：赵明智副教授苏海龙高级工程师二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要截止2017年底，我国的太阳能光伏发电装机容量已达上亿千瓦，为了合理的利用资源，其中有很大一部分光伏电站建立在太

2、阳能资源丰富的沙漠地区。这些地区沙物质丰富，松散的沙尘颗粒容易在外力的作用下覆盖在光伏组件表面影响光伏组件的正常工作。因此，研究分析沙漠沙尘覆盖对光伏组件输出特性的影响，对建立在沙漠地区光伏电站的高效运行具有重要意义。为了分析沙漠沙尘对光伏组件输出特性产生的影响，通过野外实验和实验室实验相结合的方法对其进行实验研究。首先，结合太阳能电池发电的基本原理、沙尘的输送机制和影响光伏组件表面积沙的因素，分析了积沙对光伏组件的影响机理。通过在沙漠中设立了12组实验样本，每组分为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°七种不同安装倾角共84块光伏组件。分析不同安装倾角

3、和不同积沙时间下，沙尘对光伏组件输出功率的影响。结果表明：当安装倾角较小时，光伏组件表面的积沙量多，光伏组件的功率损耗率大，其中当光伏组件的安装倾角为0°时，一年中的功率损耗率最大可达30%；当安装倾角相同时，积沙初期光伏组件的功率损耗率变化明显。在外界环境相同时，光伏组件表面覆盖的沙量和沙尘粒径发生改变，光伏组件的工作温度也会有所不同，而光伏组件的温度升高时，光伏组件的输出功率也会有所降低。在实验过程中分别搭建了相同倾角不同沙量覆盖下和相同倾角不同沙尘粒径覆盖下光伏组件的温度测度平台。实验结果表明：当光伏组件表面有沙尘覆盖时，其温度降低；随着覆盖沙量和沙尘粒径的变化

4、，其温度变化也随之改变。在外界环境相同时，光伏组件表面覆盖的沙量和沙尘粒径发生改变，光伏组件的输出特性也有所不同。在实验过程中分别搭建了相同倾角不同沙量覆盖下和相同倾角不同沙尘粒径覆盖下，光伏组件的开路电压、短路电流、输出功率等基本参数测试平台。结果显示：光伏组件表面被沙尘覆盖后，对其开路电压影响较小，对其短路电流和输出功率影响较大。通过上述研究，分析了沙漠沙尘对光伏组件输出特性的影响，利用得到的规律为建立在沙漠地区的光伏电站的后期运行和维护提供一定的理论指导。关键词：光伏组件；沙漠环境；沙尘颗粒；输出功率；温度I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractBythee

5、ndof2017,theinstalledcapacityofsolarphotovoltaicpowergenerationhasreached100millionkilowattsinChina.Inordertouseresourcesrationally,manyphotovoltaicpowerstationsbeenbuiltindesertareaswithabundantsolarenergyresources.Butthenormaloperationofthephotovoltaicmodulescomponentswillbeaffectedby

6、sandparticlescoveringonthesurface.Therefore,tostudytheimpactofsandontheoutputcharacteristicshavegreatsignificancefortheefficientoperationofphotovoltaicpowerplants.TheeffectofsandontheoutputcharacteristicsofPVmoduleswasstudiedbyfieldexperimentsandlaboratoryexperiments.Firstly,baseonthepr

7、inciplesofsolarbatterypowergeneration,thetransportmechanismofsandandthecausesofsandaccumulatingonthesurfaceofPVmodules,theinfluencesofsandonPVmoduleswereanalyzedtheoretically.Established84PVmodulesinthedesertanddividedtheminto12groups,installationinclinationis0°,15°,30°,45°,60°