学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

积灰对光伏发电工程的影响研究

作　者: 居发礼
导　师: 付祥钊
学　校: 重庆大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 光伏积灰理论光伏积灰系数积灰模型清洗方案
分类号: TM615
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 157次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着社会对能源的需求量越来越大,“能源安全危机”的问题愈发突显,传统形式能源利用所造成的“全球气候变暖”问题也日益显出。可再生清洁能源作为一种新的能源形式越来越被重视,而太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源可以利用,那么如何合理高效的利用太阳能是摆在我们面前的一个重大课题。本文首先从太阳能光伏发电工程的角度,分析了光伏发电的现有理论,总结了国内外对光伏工程影响因素的研究成果,并结合现有光伏工程中轻视运行阶段维护的现状,指出现有光伏理论中缺少光伏积灰理论,并基于此提出了需要将光伏板表面灰尘作为影响光伏工程的一个重要因素来深入研究,因此提出了光伏积灰理论。其次研究了光伏积灰理论,理论分为两部分,第一部分为积灰对光伏发电性能影响的机理。研究了光伏板表面积灰的成因,并从积灰对光伏发电影响的角度将积灰按物理性质、化学性质和积灰的附着形态进行了分类,并提出了光伏板的积灰三效应:“光伏板积灰的遮挡效应、光伏板积灰的温度效应、光伏板积灰的腐蚀效应”。第二部分为光伏板表面积灰模型,指出光伏表面积灰的两个重要因素为:降尘量和降雨量,并分别建立了基于光伏发电的降尘量模型和降雨冲刷模型,提出了光伏板表面积灰基准“三情景”模型:无冲刷模型、非充分冲刷模型和充分冲刷模型,形成了光伏板表面积灰量的统一表达式。本文对积灰影响光伏发电进行了现场实测,实测结果显示积灰对光伏发电影响明显,基于此提出了评价积灰对光伏发电性能的影响因子——光伏积灰系数,并研究分析其四大影响因素:气象条件、灰尘性质、光伏板安装倾角、积灰状态;接着对光伏积灰系数进行了实验研究,得出了干松状态下积灰质量对光伏发电的影响,并得出了干松积灰和粘结积灰状态下光伏积灰系数的关系。本文设置了光伏工程清洗对比方案实验,分别为无清洁系统和机械自动清洗系统。用光伏积灰系数进行了实验结果的分析,按雨季和旱季分别进行了讨论,揭示了如何根据气候特点,尤其是降雨来决策该地是否宜于建设光伏发电项目以及清洁系统的设计及运行等关键技术。最后提出了光伏积灰系数在光伏项目决策、设计方案和运行管理阶段的应用。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-10
1 绪论  10-22
  1.1 背景  10-11
  1.2 国内外对光伏发电工程性能影响研究现状  11-14
    1.2.1 国外研究现状  11
    1.2.2 国内研究现状  11-14
    1.2.3 现状述评  14
  1.3 光伏工程建设及应用现状  14-20
    1.3.1 光伏工程建设流程及相关内容  14-15
    1.3.2 工程应用现状  15-18
    1.3.3 光伏工程实践中轻视积灰问题  18-20
  1.4 本论文的主要研究内容及目标  20-22
    1.4.1 主要研究内容  20
    1.4.2 目标  20
    1.4.3 技术路线  20-22
2 积灰对光伏发电工程影响的机理研究  22-43
  2.1 光伏发电理论及其积灰理论的缺失  22-26
    2.1.1 光伏发电原理  22
    2.1.2 太阳能电池I-V 特性曲线  22-23
    2.1.3 太阳能电池发电效率及其影响因素  23-26
    2.1.4 光伏工程积灰理论的缺失  26
  2.2 积灰成因研究  26-28
    2.2.1 灰尘来源  26
    2.2.2 降尘机理  26-27
    2.2.3 积灰形成过程  27-28
  2.3 积灰类型研究  28-30
    2.3.1 按物理性质分类  28
    2.3.2 按化学性质分类  28-29
    2.3.3 按积灰的附着形态分类  29-30
  2.4 积灰对光伏发电的影响机理研究  30-41
    2.4.1 光伏板积灰的遮挡效应  30-31
    2.4.2 光伏板积灰的温度效应  31-38
    2.4.3 光伏板积灰的腐蚀效应  38-41
  2.5 本章小结  41-43
3 积灰对光伏发电影响的现场实验研究  43-51
  3.1 实验现场  43
  3.2 实验目的与内容  43-44
    3.2.1 实验目的  43
    3.2.2 实验内容  43-44
  3.3 实验方法与实验方案设计  44-46
    3.3.1 实验方法  44
    3.3.2 测试对象  44
    3.3.3 测试参数  44-45
    3.3.4 测试仪器  45-46
    3.3.5 测试时间及气象条件  46
  3.4 实验结果  46-49
    3.4.1 积灰工况实验结果  46-47
    3.4.2 清洁工况实验结果  47-49
  3.5 实验结果对比分析  49
  3.6 本章小结  49-51
4 光伏板表面积灰模型的建立  51-65
  4.1 光伏板表面积灰定义  51
  4.2 积灰量的影响因素  51-52
    4.2.1 降尘量  51-52
    4.2.2 降雨量  52
  4.3 降尘量模型  52-55
    4.3.1 降尘累积  52-53
    4.3.2 不同功能区域降尘量  53
    4.3.3 降尘量预测模型  53-55
  4.4 雨水冲刷模型  55-59
    4.4.1 雨水冲刷过程物理描述  55-58
    4.4.2 雨水对灰尘冲刷模型  58-59
  4.5 积灰模型的建立  59-62
    4.5.1 表面积灰基准“三情景”模型  59-62
    4.5.2 积灰模型统一表达式  62
  4.6 本章小结  62-65
5 光伏积灰系数及其影响因素研究  65-73
  5.1 气象条件  65-66
    5.1.1 降尘量  65-66
    5.1.2 降雨强度与周期  66
    5.1.3 风力与风向  66
  5.2 灰尘性质  66-69
    5.2.1 重量  66-67
    5.2.2 导热系数  67-68
    5.2.3 粒径分散度  68-69
    5.2.4 灰尘酸碱性  69
  5.3 光伏板倾角  69-70
  5.4 积灰状态  70-71
    5.4.1 干松积灰  70
    5.4.2 粘结积灰  70-71
  5.5 本章小结  71-73
6 光伏积灰系数的实验研究  73-93
  6.1 实验目的  73
  6.2 实验装置  73-75
    6.2.1 对比实验台  73-74
    6.2.2 测试仪器  74-75
  6.3 测试误差的分析  75
  6.4 测试方案  75-76
    6.4.1 干松积灰状态实验方案  75-76
    6.4.2 粘结积灰状态实验方案  76
  6.5 测试结果及分析  76-91
    6.5.1 干松积灰状态下的实验结果分析  76-88
    6.5.2 粘结状态下的实验结果分析  88-91
    6.5.3 干松和粘结积灰下光伏系数对比分析  91
  6.6 本章小结  91-93
7 光伏工程清洗方案对比分析  93-102
  7.1 工程概况  93
  7.2 光伏工程系统  93-94
    7.2.1 太阳能电池板  93
    7.2.2 监控显示系统  93-94
  7.3 光伏工程清洗对比方案  94-95
  7.4 工程地区降尘与降雨状况分析  95-98
    7.4.1 降尘状况  95-96
    7.4.2 降雨状况  96-98
  7.5 两种清洗方案运行效果实测分析  98-101
    7.5.1 光伏积灰系数分析  98-99
    7.5.2 发电量对比分析  99-100
    7.5.3 两种不同清洗方案的收益分析  100-101
    7.5.4 分析小结  101
  7.6 本章小结  101-102
8 光伏积灰系数在光伏项目决策、设计与运行管理中的应用  102-106
  8.1 在项目决策中的应用  102
  8.2 在设计方案阶段的应用  102-105
    8.2.1 在发电容量计算中的应用  102-104
    8.2.2 在清洗方案设计中的应用  104-105
  8.3 在运行管理中的应用  105-106
9 结论与展望  106-108
  9.1 主要结论  106-107
  9.2 展望  107-108
致谢  108-110
参考文献  110-113
附录  113
  作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  113
  作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目  113
  作者在攻读硕士学位期间参编的标准目录  113

积灰对光伏发电工程的影响研究

内容摘要

全文目录

相似论文