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為測試太陽能發電功率 科學家創建新模型精準預測

目前全球迫切需要從化石燃料向可持續能源進行大規模過渡,以防止環境危機。在各科學界的努力之下,太陽能電池已經成為可再生能源領域的一顆新星,達到了接近傳統電網的運行成本和性能。

盡管在光伏技術方面取得了顯著的進步,但太陽能電池本身的性能,只是方程式的一部分。為了使太陽能發電項目得到資助和推廣,決策者需要提前知道所安裝的光伏系統將提供多少能量,這既是技術原因,也是管理原因。

當然,由于太陽能電池是收集太陽輻射的設備,其太陽能到電能的轉換性能與各種外部因素有關,如云量、溫度和濕度。因此,預測一個光伏系統在一定時間內將輸出多少電力并不是一個簡單的任務。

但在最近一項新研究中,印度研究團隊開發了一個可以預測太陽能電池輸出的創新模型,比現有模型準確得多,在太陽能系統的發電預測方面實現新突破。

研究方法是基于成熟的單二極管模型,它提供了足夠的準確性而不需要太多計算的復雜性。所開發的模型可以考慮到三個、四個或五個不同的太陽能電池參數,這取決于所需的精度水平。更重要的是,它考慮到太陽能電池元件隨時間推移的退化,這是以前模型沒有考慮到的地方。

為了測試模型在實際條件下的準確性,研究人員首先在一個受控的實驗裝置中,使用A級太陽模擬器在一個測試的光伏組件上確定了模型參數值。一旦確定了參數并進行了預測,他們就研究了一個太陽能光伏組件,然后研究了安裝在哈米爾普爾(Hamirpur)國家技術學院能源和環境工程中心屋頂上的1千瓦p光伏系統。從那里,研究人員收集了數據來驗證他們模型的預測。

結果非常樂觀,因為新模型的預測比以前的更準確。此外,研究人員注意到模型中應包括的太陽參數數量,以便在不同的溫度和太陽輻射強度(換句話說,隨著一天中的時間、季節和天氣條件)下產生最佳預測,這些見解將有助于未來的太陽能研究。

研究人員表示,這個新模型可能有助于開發能夠預測每日、每月和每年太陽能發電量的光伏發電預測軟件,這是計算電力供應、需求分布,以及營銷光伏系統的一個關鍵參數。

據研究人員稱,這項研究最終還可以幫助提高大型太陽能發電廠的太陽能電池和光伏技術效率。根據預見的能源生產和所選擇的技術,人們可以估計一個特定項目的總支出和投資回報期。

題為A power prediction model and its validation for a roof top photovoltaic power plant considering module degradation的相關研究論文發表在《太陽能》上。

來源:前瞻網
編輯:GY653

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