独立光伏发电系统的设计及应用研究

针对河南不同地区的太阳辐射资源和日照时数,设计了不同配置类型的户用独立光伏系统,并进行了性能分析。结果表明,光伏组件在豫北和豫东北地区发电量最大,豫南和豫西南地区发电量最小,全年平均发电量相差10.1%;冬季发电量小于夏季,最大值一般出现在5月和8月;秋季大部分地区10月发电量大于9月发电量。光伏组件功率990~1 110 W、蓄电池组容量400~480 Ah的系统配置,可较好满足无电户的基本生活用电,系统运行稳定。     

山西不同地区太阳辐射量及最佳倾角分析

太阳辐射资料是太阳能利用中重要科学依据之一。采用太阳辐射量气象学模型,研究了山西不同地区水平面上太阳辐射量,并与山西各市太阳辐射实测值分别进行回归分析,得到太阳辐射量理论公式修正系数及经验公式。经过检验,经验公式的计算结果相关性显著,相关性达95%以上。然后结合Hay模型分析了山西不同地区太阳能光伏板的最佳倾度,得出大多数地区最佳倾度小于当地纬度,并实现了对太阳辐射量及最佳倾度计算的软件开发与研究,为山西地区太阳能工程计算提供理论依据,并为相近地区太阳辐射量计算提供参考。     

基于Ecotect的光伏温室内光环境分析

为研究光伏面板对温室内太阳辐射分布的影响,应用基于Ecotect的三维(three dimensional,简称3D)光伏温室模型对光伏温室内光环境进行模拟分析。将光伏温室内的太阳辐射模拟结果与试验测量值进行对比可知,其平均误差在10%以内,验证了所建立的3D光伏温室模型的准确性和可靠性。分别分析10:00、12:00、14:00、16:00等不同时刻和不同太阳高度角下光伏面板对光伏温室内阴影区域及太阳辐射分布的影响。结果表明,光伏温室能提供适宜作物生长的光照辐射环境。综合分析可知,基于Ecotect的3D温室模型可为光伏温室优化设计提供可靠的理论依据。     

这样安装太阳能热水器效果好

太阳能热水器的集热器安装倾斜角及热水贮水箱容量的选取是影响太阳能热水器热效率的两个主要因素,合理地选取以上两个数据可以增加系统的热效率,提高其使用效果。一、集热器安装倾角的选取不同地区、不同季节,太阳高度角不同,因此,各地区在安装太阳能集热器时,应根据本地区的纬度及季节使用调整集热器倾斜角度。在春秋季节使用时,集热器倾角最佳值应与该地区的纬度相等;在夏季使用的集热器倾角应比该地区纬度值小10°;冬季时倾角应比地区纬度大10°。     

基于超声压电驱动器的跟踪太阳光伏发电系统设计

设计出新颖的基于超声压电驱动器的单轴跟踪太阳光伏发电系统,实现无减速机构的直接驱动,以简化整体结构,提高光伏发电效率。仿真与实验结果表明,该系统较固定安装的发电系统发电量提高了31.61%,成本增加了23.6%,净增加收益为8.01%,该系统是稳定可行的,具有很大的潜在的应用价值。     

基于多元统计分析的光伏发电量预测

受光照强度和环境温度等气象条件的影响,光伏发电系统的输出功率具有不确定性,其发电量具有随机性,不利于电网计划部门安排常规发电与其协调运行和检修安排,因此需要对光伏发电系统的发电量进行预测。本研究应用多元统计学,分析影响光伏发电量的气象因素,通过因子分析和聚类分析完成主成分的提取和相似月份的归类,采用逐步分析法,获知光伏发电量主要受降水量、相对湿度以及总辐射量的影响,得知发电量与其相互依存关系。采用时间序列分析法建立含季节因子的ARIMA模型进行预测,结果表明该模型预测精度较高,且预测误差相对稳定。     

山东省光伏电站太阳能资源特征(英文)

[目的]分析山东省光伏电站太阳能资源特征。[方法]利用1988～2008年山东省123个县市水平面日照、云量观测资料和年济南、福山、莒县辐射观测资料,确定太阳总辐射、散射辐射计算模型,并进行光伏电站太阳能资源评估。[结果]山东半岛北部、鲁北地区为太阳能资源很丰富区,较适宜光伏发电;太阳能光伏阵列的最佳倾角在35°左右,与当地纬度相比减小2°～3°;年最佳倾角坡面接收的太阳总辐射量在1600kW.h/(m2.a)以上,可比当地水平面上多接受16%左右的总辐射量。用WRF数值模式获得各地最大辐照度在1020-1060W/m2之间。[结论]该研究为山东省光伏电站的建设提供了基础资料。     

基于多能互补的光伏木耳大棚智慧控制系统设计

【目的】针对光伏木耳大棚的智能化管理和现代设施农业资源高效利用问题,设计光伏农业大棚供能系统和改造传统大棚控制方式。【方法】设计一种以光伏发电为主的光、水、热、储微能源网络和物联网智慧控制系统,建立数学模型分析能源需求和供应,同时利用控制系统为木耳生产、管理提供远程客户端服务。【结果】微能源网络系统中,光伏发电量为13 654 (kW·h)/a,占年总发电量的92%,直接用于需求侧负荷;水轮机发电量为1 108 (kW·h)/a,占年总发电量的8%,用于无光环境下的系统补能;盈余电能为5 109 (kW·h)/a,占年总发电量的34.6%,用于相变储热和蓄电池储能,或者送入配电网。控制系统采集点温度正常值设置为20～25℃,预警值设置为15～32℃,采集点空气相对湿度正常值设置为90%～95%,预警值设置为80%～98%,测试过程中通风系统、供热装置和报警系统正常工作。【结论】通过不同状态下微能源网络系统的功率调配,能够提高光伏大棚能源利用率,同时自动调控大棚环境参数,满足了木耳大棚远程遥控和预警要求。     

日光温室太阳辐射推算模型的构建

根据每日天气预报资料,构建了日光温室外太阳辐射推算模型;根据日光温室透光率,构建了日光温室内太阳辐射推算模型.模型中考虑了天空云量对太阳辐射的遮挡,并利用吉林省吉林市永吉县双河镇日光温室对模型进行了验证.结果表明,模型能预测晴天和多云的日光温室外和室内到达土壤表面的太阳辐射的动态过程,模型推算值与实测值极显著相关,相对误差小于9.5％.     

基于耕深影响的灭茬深松前置式联合整地机单一作业油耗估算模型

为研究耕深对油耗的影响,利用CYB-809A拖拉机及农具性能综合测试仪,实测不同耕深在灭茬深松前置式联合整地机单一作业下的油耗;分析耕深与油耗曲线关系,并对曲线关系变量进行方差分析,确定有效变量,从而拟合出单一作业下变量和油耗的回归方程;构建单一作业下油耗估算模型;并对估算模型进行相对误差分析和第三方精度验证。结果表明,不同耕深条件下单一深松作业、单一旋耕作业和单一灭茬下对工况复杂的整地作业而言,决定系数分别为0.934 6、0.944 6和0.939 6,说明各回归方程拟合良好,回归方程可作为估算模型;估算模型相对误差分别达到2.31%~4.39%、3.60%~7.48%和2.01%~4.95%,说明由估算模型预测出的油耗值是可信的。估算模型的构建对于丰富联合整地机油耗测试方法、预测生产前所需油耗以及合理制定油料储备计划具有一定指导和借鉴意义。     

昆明地区倾斜面上太阳辐射的计算与分析

利用K-T法,由水平面上的实测太阳辐射量,用MATLAB程序估算了昆明地区不同方位、任意倾角斜面上的太阳辐射量,分析了昆明地区倾斜面上的太阳辐射特征,为建筑设计、太阳能利用等提供基础数据。     

昆明地区倾斜面上太阳辐射的计算与分析

利用K-T法,由水平面上的实测太阳辐射量,用MATLAB程序估算了昆明地区不同方位、任意倾角斜面上的太阳辐射量,分析了昆明地区倾斜面上的太阳辐射特征,为建筑设计、太阳能利用等提供基础数据。     

光伏日光温室冬季发电效果初探

【目的】探究冬季光伏日光温室发电系统的实际发电效果,为光伏日光温室的设计提供参考。【方法】以陕西杨凌地区2kW光伏日光温室为研究对象,详细介绍了其室内光伏发电系统的构成,利用C语言编制发电量监测软件监测整个光伏发电系统的发电量,采用太阳总辐射采集仪获取温室外太阳总辐射数据,并运用Excel软件分析了室外太阳总辐射与系统发电量的相关性。【结果】光伏发电系统在1月份的发电功率为0.618kW;系统日发电量最大值为9.544kW·h,最小值为1.414kW·h;系统发电量与室外太阳总辐射呈现显著正相关关系,且晴天的相关性系数大于阴天。【结论】2kW光伏发电系统可为面积为500m2的日光温室环境调控提供电力保证,同时本研究还为光伏日光温室发电量的计算提供了理论计算公式。     

基于MATLAB的光伏模块输出特性及MPPT的建模与仿真

基于光伏模块的等效电路模型,结合simulink中的S函数,建立了光伏电池仿真模型。利用该模型,可以模拟实际光伏模块产品在不同太阳辐射强度、环境温度下的I-V和P-V特性。分析了常见的最大功率跟踪（MPPT）方法爬坡法,并建立了仿真模型。     

基于CASA模型的海河流域生物量估算及特征分析

生物量估算研究有助于寻找陆地植被从大气中固定碳的数量及影响其时空分布的驱动因子,在此基于CASA（Carnegie AmesStanford Approach）模型,结合遥感数据和匹配的温度、降水、太阳辐射资料以及全国1∶400万植被图,估算海河流域2002 ～ 2007年的生物量,并以2007年为例分析了不同植被类型、不同植被覆盖度的生物量差异以及生物量随季节变化特征和空间分布.结果表明,CASA模型适用于海河流域生物量研究;6年来,海河流域年均生物量总量为405.5 Tg;海河流域的年生物量分布呈东南高西北低的趋势,平原生物量＞山区生物量＞高原生物量.     

基于数字图像处理技术的测树仪算法研究

针对支持新型测树仪立木非接触式胸径及树高测量的算法需要,从应用角度出发,基于摄像头和CMOS获取的立木树干数字图像结合数字图像处理技术,对预处理后的数字图像通过Roberts边缘检测算子进行边缘特征检测以及Hough变换对特征影像进行树干边缘直线提取,实现立木树干影像中树干像素宽度的自动获取;并依据激光测距传感器、倾角传感器等获取的距离、倾角参数,实现非接触条件下立木直径测量点离根颈高度测定、直径自动解算及树高测量。结果表明,以内蒙古旺业甸林场为试验区进行试验验证,胸径测量的平均绝对误差为-0.4cm,平均相对误差为-1.23%,相对误差标准偏差为0.049;在不同测量距离条件下的胸径测量平均相对误差基本在-1.00%~1.00%,不同坡度、坡向条件下胸径测量的平均相对误差6%。树高测量的平均绝对误差为0.493m,平均相对误差为4.82%,相对误差的标准偏差为0.072。     

湖南省土壤系统分类中年均土壤温度的估算方法研究

为了建立湖南省土壤温度的估算模式,探明湖南省土壤温度的空间变异规律,以湖南省83个气象站点的地面气候数据为基础,拟合50 cm深度年均土壤温度与纬度、经度和海拔高度之间的相关关系,构建相应的土壤温度估算模型,并运用此模型对199个湖南省土壤系统分类采样点土壤温度进行估算,以确定各采样点的土壤温度状况,且依此建立湖南省土壤温度分布图。结果表明:建立的用以估计50 cm深度土壤温度的多元回归方程为:y=37.013-0.027×E-0.516×N-0.004×H (R~2=0.866,sig.=0.000)。运用此模型来估算湖南省的土壤温度,并确定土壤温度状况是完全可行的;除了海拔800 m以上区域存在年均土壤温度≤16℃(温性土壤温度状况),其余均16℃(热性土壤温度状况)。此研究建立的湖南省土壤温度估算公式为湖南省土壤系统分类中土壤温度状况的确定提供了技术支撑,对建立全国土壤温度估算模型也可提供一定的参考。     

沙漠光伏的热力平衡效应及其防沙治沙的生态学意义

以甘肃古浪振发光伏电场为例,对比分析了光伏电场内外气温、风速、太阳辐射等的差异及其变化特征.结果 表明:①沙漠光伏可大量转化太阳辐射,有效调节沙漠地表热力平衡,消减沙尘暴发生的动力(即地表热力);②河西走廊沙尘暴主要发生在春季,沙漠光伏对春季10m高度降温作用较明显;③沙漠光伏主要是通过转换太阳辐射降低沙面气温和自身的...     

尾叶桉地径与胸径、树高、材积相关性分析

【目的】建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的数学模型,为利用地径测算林木立木材积提供测算方法。【方法】实测148株尾叶桉立木的地径、胸径和树高,运用SPSS软件建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的回归模型,进行选优和适应性检验。【结果】研究区尾叶桉地径—胸径、地径—树高、地径—材积最优模型分别为D1.3=0.857D0-0.539、H=0.966D01.048、V=0.0000481D02.749,尾叶桉地径与胸径、树高、材积均显著相关。地径—胸径模型适应性检验的总相对误差为-1.14%、平均相对误差为1.29%,精度为98.46%;地径—树高模型适应性检验的总相对误差为13.07%、平均相对误差为-14.32%,精度为94.88%;地径—材积模型适应性检验的总相对误差、平均相对误差分别为-3.87%、1.69%,精度为94.70%。【结论】选出尾叶桉地径与胸径、树高、材积的3个最优回归模型,其中地径—树高模型总相对误差和平均相对误差过大,不提倡以尾叶桉地径直接估算树高;地径—胸径、地径—材积模型预测误差均在±5%以内,方程预测精度较高,可以用于估算立木材积。     

尾叶桉地径与胸径、树高、材积相关性分析

【目的】建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的数学模型,为利用地径测算林木立木材积提供测算方法。【方法】实测148株尾叶桉立木的地径、胸径和树高,运用SPSS软件建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的回归模型,进行选优和适应性检验。【结果】研究区尾叶桉地径—胸径、地径—树高、地径—材积最优模型分别为D1.3=0.857D0-0.539、H=0.966D01.048、V=0.0000481D02.749,尾叶桉地径与胸径、树高、材积均显著相关。地径—胸径模型适应性检验的总相对误差为-1.14%、平均相对误差为1.29%,精度为98.46%;地径—树高模型适应性检验的总相对误差为13.07%、平均相对误差为-14.32%,精度为94.88%;地径—材积模型适应性检验的总相对误差、平均相对误差分别为-3.87%、1.69%,精度为94.70%。【结论】选出尾叶桉地径与胸径、树高、材积的3个最优回归模型,其中地径—树高模型总相对误差和平均相对误差过大,不提倡以尾叶桉地径直接估算树高;地径—胸径、地径—材积模型预测误差均在±5%以内,方程预测精度较高,可以用于估算立木材积。