文摘
本文的主要目的是回顾以前开发的最重要的方法来提高效率和增加光伏板的寿命。方法来提高太阳能光伏板辐射事件,以及冷却和最大功率点跟踪方法,本文简明介绍。利弊分析表明,生成的方法提高功率光伏板是强烈依赖于地理位置,气候条件,使用的材料。综述文章也感兴趣的工程师试图找出最适当的解决方案,最大化能量输出的光伏系统为每一个位置。
1。介绍
电力需求大大增加,近年来由于经济和人口增长在发展中国家,在发达国家逐步上升的舒适度,对更多的商品和服务的需求,增加公共交通的电动汽车和电动汽车(1]。印度的能源需求将增加全球有30%,只有中国工业的一部分将增加电力需求的20%,到2040年,根据国际能源机构(1]。电力需求的增加导致了日益严重的污染。这是可以预防的,如果使用可再生能源产生的电力。
光伏系统(PV)转换电能的太阳能系统是最重要的可再生能源的。增加的2017年全球太阳能光伏产能98兆瓦,和总光伏装机容量在2017年底是402千瓦2]。
光伏板产生的电力可以增加他们的效率是否提高。此外,如果PV一生也增加,发电总量的进一步增长。
最重要的太阳能光伏板的效率从10%变化到38%如果光伏电池和太阳能电池板测量在标准测试条件下(STC) -空气质量(AM) 1.5,温度25°C,辐照度1000 W / m2。最有效的比较提出了光伏电池和光伏电池板在桌子上1。光伏电池板的效率小于其建设使用的光伏电池。aSi的情况下,差异很小,而对于钙钛矿,它很高,这是解释说,这项技术还年轻。细胞钙钛矿是一种很有前途的候选人为一个很好的效率以及多结电池。因此,提高效率的一种方法是找到新的合适的材料来做出更好的光伏电池。
为了确保必要的能源量,最大力量( )光伏板产生的增加。这可以通过生产过程后,通过外在方法研究成果和本文的主题,因为面板的用户可以带来改进。第一类型问题的一个例子是光伏电池的有效面积最大化。Maxeon第三代光伏电池的手指和母线,已从正面背面;因此,所有联系人的细胞。因此,整个区域是活跃的。从Maxeon光伏系统产生的能量30%以上是高于其他光伏系统使用的同一地区在过去25年(17]。
在这项研究中,重要的是要识别、描述和讨论方法的优缺点及其结果来增强现有光伏电池板的工作环境的性能。光伏板的参数测试后给出优质条件,很少达到的真实条件。重要的是添加一些获得指定的最大功率生产商或超过这个数量。
产生的最大功率光伏板随落在他们的太阳辐射。这个问题可以通过使用太阳追踪系统来解决(18- - - - - -20.],它反映了太阳辐射对光伏板(21,22和太阳能集中系统23]。所有这些解决方案导致其他问题必须解决为了获得真正的进步。最重要的一个问题是,光伏板的温度随辐照度的增长,以及在集中系统中,光伏电池的可接受的运行温度是很容易超过特别是高浓度率(24,25]。单晶硅电池所产生的最大功率随/°C(约0.45%24也能减少[],一生26]。冷却方法,被动和主动的,是用来降低光伏电池的温度。光伏板表面温度的均匀性是非常重要的光伏正常工作,和冷却方法必须确保这一点。出现另一个问题是,是否冷却方法从经济角度是可持续的。额外的能量的生成由于冷却系统使用覆盖它的额外成本?额外的太阳能光伏板的生命周期,确保冷却系统,是重要的考虑,也从经济的观点。因此,光伏电池的冷却系统是绝对必要的集中光系统。
也是非常重要的使用所有光伏板产生的电力,可以提高系统的性能,因此,使用最大功率点跟踪翻译(MPPT)成为必要。
其他因素可以有负面影响光伏电池板能量输出尘埃,阴影,湿度、风速、方向,倾斜角度(25]。
在五部分,论文结构如下:增加太阳辐射的方法,落在光伏电池板介绍部分2。节3方法,提高电力产生的光伏电池板使用冷却进行了讨论。部分4以简洁的方式提供了最大功率点跟踪方法。最后一节专门讨论和结论。
2。方法以增加落在光伏电池板的太阳辐射
2.1。太阳跟踪系统
理论上,光伏电池板上的太阳辐射下降增加41%双轴太阳跟踪器使用时(18),但发电量的增长在10%到45%之间变化相比,固定系统(19,20.]。由光伏系统能量消耗时跟随太阳跟踪系统使用从生成的能量变化在2%和5%之间。如果太阳跟踪器的流程优化,这可以更高(20.]。太阳跟踪系统是更复杂的比固定系统,和维护更加昂贵。太阳跟踪器为集中光系统是绝对必要的。
太阳跟踪器的主要类型和获得权力与固定相比光伏系统展示在表2。
使用的功率增益,当太阳跟踪器是强烈依赖于追踪器的类型,位置(29日),季节,月,日类型(27,34),和光伏面板技术。最广为人知的太阳跟踪器的功能分类轴数:单轴和双轴(图1)。例如,对于双轴太阳跟踪器翻译基于MPPT,冬天收益是28.8%,33.6%在春天,冬天夏天43.6%,38.3% (35]。
功率增益取决于光伏面板技术。获得了四个PV类型双重轴时算法是17%用于非晶硅电池板,18%的单晶硅电池板,多晶硅电池板占5%,20%为独联体板(37]。功率增益也取决于季节和隐式。获得的实验结果获得使用双轴太阳跟踪器活跃的系统,在佩特雷,希腊,4月为31.11%,32.78%,36.85%,6月,7月为34.2%(图2)[38]。
2.2。反射系统
产生的最大功率光伏板可以增加如果反射的太阳辐射的光电板。这可以获得natural-passive反射率和人工主动反射模式。
2.2.1。被动反射
太阳辐射反射的表面。反照率提供了关于太阳辐射总量的信息反映的每种类型的表面。提出了不同类型的表面反射率的表3(39- - - - - -41]。
落在光伏电池板的额外的辐照度取决于反照率,反光的表面的形状和倾角的光伏电池板。
有一些研究增加产生的最大功率光伏电池板使用被动反射。的光伏板安装在平坦的大型屋顶或大平地上可以获得更多的太阳辐射的反射。屋顶一般覆盖防水材料有一个小的反射,如沥青膜(BM)和水泥石板(表3)。如今,有防水材料具有高反射,如白色瓷砖或白色防水材料有反照率在70%以上。同时,屋顶和冬天的土地可以覆盖着雪的反照率高达92%。
D.T. Cotfas和公共广播Cotfas提出一个简单的方法来增加光伏电池板的发电(21]。
发泡聚苯乙烯是用来模拟白色的防水材料或雪。发泡聚苯乙烯的反照率(EP)超过80%。两个“孪生”太阳能光伏板是用来研究反射的太阳辐射的影响,一个是放置在发泡聚苯乙烯接收太阳辐射反射EP和另一个接收的太阳反射辐射沥青膜(21]。的比较产生的最大功率光伏电池板与太阳反射辐射从沥青膜的BMR和发泡聚苯乙烯EPR呈现在图3。比较了不同太阳全球辐射值从100 W / m21000 W / m2,测量日射强度计放置在同一个平面上的光伏电池板在晴朗的一天。百分比的获得最大功率的光伏面板与EPR从8%至100 W / m不等2辐照度17%至1000 W / m2辐照度。权力的获得,辐照度的函数,是线性的(图4)。
Meyta Savrasov得到一个增加7.3%在当前生成的单晶光伏minipanel当它被放置在地面上覆盖着雪40]。
被动反射起着非常重要的作用在辐射增益有两面的光伏电池板。权力的获得有两面的光伏电池板与monofacial相比光伏电池板被报道在13%和35%之间为晴天和阴天在40%和70%之间。的变化是由高度从地面光伏板安装41,42]。高度影响的太阳辐射反射主要落在后面的面板也在他们的面前。Chiodetti等人计算的反照率的影响所产生的力量的后侧有两面的光伏板(43]。他们获得,反照率的贡献是68.1%对20%的反照率,反射率为81%,40%,86.5%,60%的反照率。
2.2.2。活跃的反射
反射的太阳辐射,落在光伏板可以人为地增加了使用不同的方法。一种方法是使用镜子(玻璃镜子或阳极电镀铝),但反射面,如铝箔或锌瓷砖,可以使用,以减少系统的价格。这些方法的浓度非常低,最多3次。
这些系统可以使用从一个镜子四镜44]。最常用的系统是使用两个镜子,他们被称为V-troughs [45- - - - - -49]。
V-trough系统通常需要使用太阳跟踪系统。该系统与一个或两个镜子(图5)可以使用有或没有太阳跟踪器(50]。镜子的倾角收益最大化是非常重要的。Kostić等人计算最优倾角对光伏面板的镜子。最优角被发现66°(51]。
艾尔沙德等人测量获得的权力与镜子没有太阳跟踪系统。测量功率的光伏单晶硅电池板没有镜子是24.84 W。他们获得了28.84 W的面板有一个镜子,31.25 W系统有两个镜子,36.93的系统有三个镜子(44]。获得了系统相比,第一个是48.7%。
V-trough时获得电力系统使用简明地在桌子上4。
2.3。屈光系统
菲涅耳透镜的最佳候选人,大多数用于屈光浓度光(图6)。的浓度可以从低浓度不同,10个太阳,高浓度,高达2000个太阳23]。聚碳酸酯菲涅耳透镜的广泛应用是由于其较低的成本和更大的韧性与甲基丙烯酸甲酯。后者是更耐刮伤(53和只有纵向色差23]。球面和色差减少光学效率(高浓度的速度54]。有一些解决方案,以减少色差,增加菲涅耳透镜的性能,比如使用混合折射/衍射的设计和使用两个不同的光学材料54,55]。周等人获得98.5%的透光率(56)利用等表面和菲涅耳透镜的抗反射涂层。菲涅耳透镜的另一个问题是低浓度的角度接受这是可以接受的利率和高浓度的低利率。Akisawa等人提出的解决方案是一个由透镜57]。
3所示。光伏板冷却方法
产生的最大功率光伏电池板受温度的影响较大。温度增长负面影响光伏电池产生的电能。最大功率的百分比减少如果气温上升1度4光伏电池呈现在图7(24]。最广泛的光伏电池板、单晶和多晶硅,最高功率温度系数最高。在半干旱和干旱地区,光伏电池板的温度达到80°C以上58]。
论文的所有方法在上节所接收到的太阳辐射增加光伏电池板导致上升的温度和寿命降低。因此,持续努力改善或寻找新的方法来冷却光伏电池板是必要的。
光伏板的主要冷却方法呈现在图8。
3.1。空气冷却
自然气流冷却光伏电池板是最常见的方法由于其简单性,不需要额外的材料,成本相对较低。然而,冷却的光伏板的背面可以提高如果光伏电池板与鳍安装金属材料,确保很好的空气循环(59- - - - - -61年]。通过使用自然气流之间的建筑垂直墙壁和光伏系统安装,光伏板的温度能保持在不到40°C (61年与近20°C)是小于平均水平。
强制空气循环冷却光伏板是一个活跃的方法。有更多的方法强迫空气循环,如开放通道下,钢板下面空气通道,和风管在光伏发电板最佳鳍(62年,63年]。张志贤等人使用数组导管显著减少光伏板的温度,和他们的效率增加12 - 14% (62年]。
3.2。水的冷却
光伏板的冷却用水研究自1960年代末,当第一个混合PVT面板构建(光伏面板和太阳热能收集器),和这种技术经历了1990年代后迅速发展。如今,有多种类型的PVT,如与自然和强制水循环,使用nonconcentrated和集中阳光,玻璃没有玻璃,没有吸收板,和其他类型(64年]。
这些混合面板可以产生电能和热能在几乎相同的空间。他等人研究了PVT由单晶硅电池板放置在吸收器板下面有一个水管连接。水循环是一个自然的。光伏面板的效率是没有可比的太阳能集热器,太阳能集热器,效率约为40%。混合动力系统的效率远高于传统的系统[65年]。阳和阴发现的最大功率光伏面板与23%相比,混合动力系统增加光伏面板,和太阳热能收集器产生661 W / m2(66年]。许等人提出了一个集中PVT系统。菲涅耳透镜和光学棱镜用于集中阳光1090个太阳。光伏电池的效率是28%,热效率为60% (67年]。
光伏板的温度可以减少使用面板上的水流动或喷。德国人提出一个方法来冷却使用水流的光伏电池表面的面板。结果表明,太阳能电池板的效率增加了10.3%。4.4升/分钟,水流通过使用泵和12喷嘴放在顶部的光伏面板保证水的分布。光伏电池温度下降到22°C,增加光伏电池板的生命周期。水膜降低2 - 3.6%的反射。系统的增益为9%,如果泵消费是考虑68年]。Moharram等人开发了一个水喷雾系统冷却光伏板(69年]。系统由六个光伏电池板、水箱、离心泵,120水喷嘴喷水,系统恢复。光伏电池的温度下降在35°C时使用喷淋系统(69年]。Abdolzadeh和美国也研究了基于水喷雾冷却系统技术。光伏电池板的工作温度是37.5°C时,环境温度是33°C和流动是50 l / h (70年]。
凝块等人研究了单一晶体硅光伏面板的行为淹没在水(71年]。光伏面板的温度在自然条件在70°C,但温度降低30°C如果是淹没在4厘米。面板淹没的效率增加了11%。这个增加是有限的水吸收。如果光伏面板被淹没在40厘米,效率与降低23%。
PV浮动是另一种可能性降低光伏板的温度。Cazzaniga et al。72年]描述了PV漂浮植物在低光集中工作;光伏板已经冷却喷水装置使用。萨克拉门托等人使用了两个多晶硅电池板比较他们的行为时地面安装,另一个是水漂浮(73年]。水漂浮光伏面板的效率高于其他光伏面板为12.5%。
水与不同的纳米粒子成功地用于降低光伏电池的温度,增加光伏热混合动力系统的性能(74年,75年]。一些纳米粒子如勃姆石( ),氧化铝(Al2O3),氧化锌氧化锌和氧化钛(TiO2)、磁铁矿(Fe3O4)、碳化硅(SiC)和氧化铜(错)使用在不同的重量分数。
Karami和拉希米使用水性勃姆石为0.01 wt %冷却太阳能光伏板,和获得的效率是27%74年]。该镇实行等人使用2O3——nanofluid集中度为0.3%为提高性能的混合PV / T面板。执行的测试是在1000 W / m2和质量流量的0.2 L / s 24分钟。光伏面板的温度减少从近79°C到35°C。太阳能电池板的效率没有nanofluid从8%增加到12%,增长50%,这意味着(76年]。光伏面板照明在917 W / m2使用水,冷却TiO吗2/水,氧化锌/水,2O3/水,浓度比率为0.2%。最好的增强电气效率被发现2O3水/水6.36%,最低的是5.48%77年]。Rostami等人同时纳米流体和超声波用于冷却太阳能光伏板。这项研究考虑了纳米颗粒浓度的变化从0.01%到0.8%,流量从0.4312.5 m / h3/ h,照明的水平是1000 W / m2。这个实验需要50分钟。PV温度深受流量和浓度的纳米颗粒。浓度0.8%,PV温度降低从49°C到24°C,当流量增加从0.4 m312.5 m / h3从36°C / h和24°C,当浓度从0.01%变化到0.8%在12.5米3每小时流量(75年]。
3.3。脉码调制
相变材料(PCM)的属性来吸收多余的热量和维护光伏电池板恒定和均匀温度(78年]。有不同的PCM材料能够减少光伏电池板的温度,以确保均匀分布在所有光伏面板表面的热量,其中一些被指出在图4。PCM哈桑et al .,使用不同的材料,获得了温度降低光伏电池板介于10°C和18°C (79年]。使用PCM Biwole et al .,材料,可以保持光伏面板的温度在40°C在1000 W / 80分钟2辐照度(80年]。Indartono等人的效率改善屋顶集成光伏板(10 W)与21.6%和6%的独立小组使用PCM(凡士林材料)(81年]。光伏电池板的温度可以减少21°C对巴基斯坦和10°C对爱尔兰使用盐水合物时(82年]。
Al-Waeli等人进行了测试和比较三个PV / T系统:一个与水,与水和PCM第二,第三和PCM nano-SiC-water nanofluid。结果表明,第三个系统最佳性能。效率从13.7%变化PCM和nanofluid 11.4% PCM和水为8.5%。变化产生的电力从81.3 W(第一个系统)为111.3 W(第三系统)(83年]。Sardarabadi等人发现,增加电力是高于13%当PCM /纳米流体中使用PV / T板(84年]。
3.4。热电
热电发生器(羊毛)已经被认为是一种很有前途的一部分PV-TEG混合系统自2000年代初。热电模块可以用来提取热量的一部分的光伏电池板和基于塞贝克效应转换成电能。这个设备可以用来冷却消耗电能的光伏电池板,基于珀尔帖效应。
Benghanem等人冷却半旱区的光伏电池板使用一个羊毛为每一个面板。必要的能量的羊毛是由一个额外的光伏面板(58]。Cotfas等人使用羊毛建立PV-TEG-STC混合动力系统,研究它在自然光照条件下(85年]。光伏电池的温度降低了19°C,和发电增加11%。光伏电池的温度分布显示了一个非常小的变化具有积极作用的热光伏电池的生命周期(图9)。
Mahmoudinezhad等人研究了混合动力系统的行为在低浓度由GaInP GaInAs /通用多结光伏电池和Bi2Te3热电发生器(86年]。多结光伏电池的温度只增加到120°C 39个太阳热电发电机由于热提取。杀等人决定增加约3%的电力由光伏电池中使用混合动力系统与光伏电池相比单独集中的50个太阳(87年]。
4所示。MPPT方法
为了最大限度地利用光伏电池板的输出,直流负载必须相交最大功率点电流电压特性。在实际操作条件下,由于负载不匹配,这很少发生温度和太阳辐射的变化。这个问题是可以克服使用DC / DC和DC / AC变换器与MPP控制器(88年]。
翻译大量的MPPT方法正在开发中,每个人都有自己的应用程序和限制(89年,90年]。他们依靠光伏电池板是否用于独立或网格连接系统。翻译一个分类的主要MPPT方法呈现在图10。
Karami等人翻译给一些标准来选择最好的MPPT技术等应用程序的以下(88年]。
实现:有些方法很简单实现,例如,恒压;其他人则更加复杂,这样的基于人工智能的方法。实施,同样重要的是辐射和温度均匀。翻译的成功MPPT取决于是否有影子在光伏电池板。
传感器:传感器的数量必须是有限的,但足够;一般有四个温度传感器,太阳能辐射,电压,电流。使用简单的方法,如恒压或恒流,可以减少一个。
效率:有方法,有一个简单的价值和方法使振荡在最大功率点。损失会变得很重要,可以影响成本。
成本:成本取决于电路的复杂性和方法(88年]。
5。讨论和结论
光伏板的性能可以增强如果落在主体上的太阳辐射增加,光伏板冷却,和智能电子电路。
增加的重要问题上的辐照度光电板通过太阳跟踪器,活跃的反射率,集中系统,这些系统使用移动部件和光伏面板的温度会增加当更多的太阳辐射落在它。因此,系统更复杂,问题出现指额外成本,能源消耗将系统维护、损失情况下,系统不正常工作或被破坏,并产生能量的获得。
这些问题的答案是:
的增益:这取决于太阳追踪系统类型,单轴增加10 - 25%,25 - 45%的双轴;光伏系统是地理位置放置;技术;和材料用于太阳能光伏板。表5比较了年度能源产生的1千瓦光伏电站与固定板和1千瓦光伏电站与双轴太阳跟踪器。等三种技术被认为是mSi,独联体和集团,四个位置。产生的增益之间的年度能源光伏植物放置在考纳斯和马贝拉也计算。从光伏获得数据用于这种比较是地理信息系统(91年]。反射的增益可以提高尤其是在早上和晚上在双轴太阳跟踪器的情况下尤其如此。
能源消耗平均:3.5%的总能量生成,如果太阳跟踪器过程优化,如果不是这样,它可以超过5%。它还取决于定位的速度和准确度。
损失:他们依赖的问题出现。最坏的情况是当PV系统仍然是最佳屏蔽位置朝东或西。在这种情况下,从每天产生的能量损失超过95%。在浓度系统的情况下,损失取决于太阳跟踪器的准确性因为他们的表现是一个函数的接受角度,它起着非常重要的作用。
成本:这是一个重要因素时必须考虑考虑是否实现太阳跟踪系统。这取决于类型的太阳跟踪系统,如生产成本1成为朝鲜劳动党从600到1900美元变化双重轴和变化从135美元到930美元的单轴。变化出现由于生产者,组件和准确性。辛格等人断言的成本固定太阳能光伏板PV介于2美元和2.4美元/瓦特。单轴系统的补充成本约1.17美元/瓦特双重轴系统,它是0.36美元/瓦特相对单轴(19]。
维护:它必须经常为了避免损失。这是一个因素增加了光伏系统的成本。
在固定的光伏系统中,是非常重要的选择的倾斜角度和方向(方位)系统。最优的选择导致发电量的增加,由于入射太阳辐射的增长和自洁。固定的光伏面板网格连接必须安装在最佳年度倾斜角,因为每年的能源必须最大化。奥斯汀罗德等人等人计算,美国每年最优倾角和方位角,分别为28°、188°(92年]。
倾角的计算对于独立的应用程序,比如家庭系统或太阳能花园灯,必须考虑其他因素,其中最重要的是太阳辐射的关键时期。Cotfas等人等人开发了一个原型的智能太阳能花园灯Steinel项目(93年]。这类设备的关键时期从10月至3月。通过分析这几个月的太阳辐射,这是最佳角度得出最好的解决方案是55°。通过实验验证该解决方案,三个小光伏电池板,单晶、多晶和非晶硅在不同角度测量。太阳能花园灯的最佳解决方案是单晶光伏电池板。消耗能源和能源之间的差异产生的光伏面板关键是负的所有六个月如果面板水平和四个月(November-February)如果最佳年度的面板是倾斜的角度和是正数或零如果面板在55°倾斜。此外,选择倾角有以下优点:产生最大的能量与太阳辐射的问题,几个月的额外辐射反射事件在光伏面板;改进的自洁;和夏天的温度下降。
Quesada等人提出了一个战略太阳跟踪系统功能的天气:晴朗的天空或只能部分阳光,太阳跟踪器正常工作;阴天,太阳跟踪器必须与光伏板水平放置;下雪的天,光伏电池板必须在最佳角度94年]。
论文作者提出的方法减少能源消耗对太阳跟踪系统是将系统离散的位置,不持续,使用数学算法,例如,每小时一次。第一个位置上的中轴线上7.5°向西在日出时的最优位置。在这种情况下光伏电池板的温度低于光伏面板直接面向太阳,导致生成的权力从温度的增加的观点。增加可以部分弥补损失之间的定位不匹配光伏电池板一定时间的。这种方法不能用于太阳跟踪系统用于聚光光伏系统,光伏电池板必须永久直接面向太阳(图11)。
太阳跟踪器增加太阳入射辐射,但光伏电池板的温度也会增加。有研究对不同类型的太阳跟踪器或技术(43,95年]。丫'acob等人得出的结论是,日平均温度的最大区别PV固定面板和光伏板安装在双轴太阳跟踪器是3.8°C,和一个固定的和一个V-trough集中器,它是6.1°C。这些差异比较高(超过15°C)在早晨和晚上,因为移动光伏电池板收到更多的太阳辐射。
有一些必须的问题分析了冷却时用来降低光伏电池板的温度之间的温度分布,额外的成本,位置,和可持续性。
温度分布:光伏板上均匀的温度分布是一个关键参数生成的权力最大化光伏电池板和增加他们的一生。非均匀温度分布是影响增长的光伏电池温度,增加串联电阻,填充因数降低,最高功率降低78年]。有几种方法,保证光伏面板的均匀冷却:直接浸,相变材料,散热片,飞机撞击,热电发电机,巩膜(78年,85年]。Bahaidarah表明,如果使用冲击冷却而不是矩形通道换热器,温度不均匀性从平均降低3.55°C l。81°C (96年]。
成本:卡特等人计算,未冷却的光伏系统的成本是282.9而冷却,它是328.9。夷为平地的能源成本(特性)计算是1.95(€/千瓦小时)未冷却的光伏系统和1.57(€/千瓦小时)冷却(97年]。
位置:生成的能源光伏系统依赖于位置。光伏系统的温度取决于位置;在干旱地区,光伏的温度可以超过85°C。冷却系统必须为这些地区更有效率。另一个问题是哪种类型可以成功应用。对于干旱地区,热电发电机被证明是一个合适的选择。
提取的热量可以转化为热能或电能利用冷却方法,如PVT或PV-TEG,光伏电池板产生的能源由于其冷却可以增加约7.5%24]。电和热的效率nonconcentrated PVT系统的10 - 12%,50 - 70%,分别。在淹没的方法来冷却光伏面板中,最佳深度从2到4厘米不等。这种方法的缺点是,光伏电池板的效率下降随着时间的推移,由于离子水和阴天生成功率低于地面光伏电池板。
多个PCM(多个熔点)可能是一个很好的解决方案冷却和同质热量分布。PCM与低熔点(25°C)可以减少光伏面板温度超过高熔点的PCM(超过30°C),但在短时间内,热点可以出现在光伏面板表面。PCM的缺点是材料的吸收功能降低随着时间的推移,他们没有相同的全球效率。他们更有效的在炎热的地区比在寒冷的地区。
虽然有很多翻译的MPPT方法,其中两个是最常用的,扰乱,观察(P&O)和增量电导(IC)。最近,新方法已经开发利用人工智能领域的算法。
常数参数的方法是最简单的实现,非常快但不稳定。开路电压法,最大电压乘以计算与 ,的范围0.73 - -0.8,076年为单晶硅光伏面板。方法的准确性取决于选择的 。短路方法模拟与开路电压的方法。在这种情况下,最大电流相乘得到的短路电流 。的价值0.85和0.92之间变化,多晶硅太阳能光伏板是0.85。P&O和IC方法是净优于开路电压和短路电流的方法对于大多数辐照度水平。然而,开路电压方法执行低太阳辐射比P&O和集成电路的方法。翻译提高MPPT效率,可以结合开路电压法的两个山爬翻译方法获得MPPT混合方法,它可以执行效率高辐照度水平。
MPPT方法,利用人工智能算法,更高效,快速,稳定。例如,生物群体追逐方法的效率大约为12%高于P&O方法(98年]。
太阳辐射和温度可以迅速改变。在这种情况下,集成电路方法比P&O方法更好的解决方案。集成电路方法的缺点是计算的时候。智能算法翻译可以是一个非常有前途的MPPT方法解决问题快速变化的温度和太阳辐射。一个方法的实现必须考虑几个因素,如效率、成本、简单或困难的算法实现,硬件的可用性和收敛时间。
翻译问题MPPT出现在部分阴影的太阳能光伏板。这种情况下通常遇到;例如,Eftichios和Gosumbonggot Fujita显示10%的能量散失,因为超过41%从面板安装在屋顶在德国受到材质的影响(99年,One hundred.]。另一项研究表明,不检测的最大力量导致损失70%从光伏系统产生的能量101年]。
有多个局部阴影情况下的最大功率值和全球最大的在正常情况下,只有一个没有阴影。因此,在阴影的情况下,它是非常重要的决定正确的全球最大力量。翻译传统的MPPT算法,如恒压或短路电流的方法,不能检测的变化由阴影或发现的最大力量。Mohapatra等人确认一个准确的数学模型不能用于阴影条件(89年]。正确的全球最大力量在遮光条件下可以获得使用基于人工智能的新方法或改进的扰动等传统方法,观察,或增量电导。
翻译神圣MPPT的提高会导致他们的目标实现,但一些问题作为跟踪时间出现高(One hundred.];短时间内结果是好的,但结果长时间不了102年];振荡的问题仍然存在,当系统运行快速太阳辐射变化和温度变化103年- - - - - -105年];电子电路变得越来越复杂,由于额外的控制电路,开关,传感器,最终导致成本增加。用人工智能的方法现在几乎相同问题的复杂性和成本实现,但他们可以减少计算时间由于增加的速度和准确性。这些都是达到使用改进的PSO算法(粒子群优化)或混合bioinspired [106年,107年),振动也减少。bioinspired算法的过早收敛问题。Mirjalili等人提出了樽海鞘群算法(SSA)使用一个控制参数,通过自适应机制保证了收敛108年]。广域网等人改进SSA的性能算法使用灰太狼优化算法为了提供一个更好的领导人结构但保持自适应机制(109年]。他们比较结果的收敛时间和最大的力量为一个神圣的方法获得的pv P&O,和三个算法PSO, SSA和SSA-GWO。圣法P&O给出更好的结果对于均匀辐照度的情况从融合的观点比PSO(0.72)(0.48)和SSA(0.58秒)算法,但不是SSA-GWO(0.46秒)算法(109年]。最大力量通过P&O是最低的一个由于振荡。在一个模式中有三个局部极大点,P&O决定全球最大很快与其他三个的相比,但精度最低。因此,P&O的时间是0.15,而SSA-GWO 0.53秒,但是34.64 W P&O为44.55 W SSA-GWO [109年]。通过使用bioinspired算法和混合算法,功率波动减少,全球最大功率点是快速而且准确地确定,并且他们可以成功地用于局部阴影和辐照度的快速变化。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。作者受聘Transilvania布拉索夫大学。