日本宮崎大學(xué)的研究人員發(fā)表了一份關(guān)于可重復(fù)測(cè)試和協(xié)議進(jìn)展的報(bào)告，這些測(cè)試和協(xié)議解決了測(cè)量曲面車(chē)輛集成光伏 (VIPV) 模塊性能的挑戰(zhàn)。
在《太陽(yáng)能材料與太陽(yáng)能電池》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究“車(chē)載光伏電池的測(cè)試和評(píng)級(jí)：科學(xué)背景”中，研究小組表示，他們的工作解決了VIPV模塊的獨(dú)特方面，例如曲率，以及由陰影、部分陰影、動(dòng)態(tài)陰影和不平坦地形條件引起的輻照影響。
“光伏系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算通常依賴(lài)于簡(jiǎn)化的假設(shè)，例如沒(méi)有陰影、地形平坦、安裝靜態(tài)和太陽(yáng)輻射均勻，”共同通訊作者 Kenji Araki 告訴pv magazine。“然而，這些假設(shè)并不能準(zhǔn)確反映現(xiàn)實(shí)世界的情況。必須考慮實(shí)際的缺陷，包括陰影的存在、不平坦的地形、可移動(dòng)的光伏系統(tǒng)和不均勻的太陽(yáng)輻射。雖然這些因素并不常見(jiàn)，但它們?cè)趯?shí)踐中會(huì)顯著影響光伏系統(tǒng)的性能。”
該團(tuán)隊(duì)在地理位置分散的實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)對(duì)新協(xié)議進(jìn)行了初步測(cè)試和驗(yàn)證，并根據(jù)商定的協(xié)議使用相同的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了太陽(yáng)能模擬器測(cè)試，以及盲測(cè)。對(duì)于循環(huán)測(cè)試，中國(guó)南京 AGG 能源公司提供了玻璃覆蓋的剛性模塊，包括四個(gè)級(jí)別的曲率半徑。
該小組指出，要實(shí)現(xiàn) VIPV 產(chǎn)品的精確模型和測(cè)量，至少需要解決八個(gè)關(guān)鍵差異。例如，使用包含 3D 旋轉(zhuǎn)的局部坐標(biāo)系，捕捉車(chē)門(mén)、引擎蓋、保險(xiǎn)杠和后擋風(fēng)玻璃的陰影區(qū)域。
需要基于遮光矩陣的矢量計(jì)算，而不是遮光比或角度。研究人員指出，張量形式 4-Tensor 用于表示入射光的角度響應(yīng)，而不是朗巴曲線，并且使用單位元素矢量表達(dá)的微分幾何描述，而不是光伏板角度的余弦損失。
Araki 總結(jié)了一些差異。“在新模型中，陰影矩陣考慮了半球天空的非均勻陰影。相比之下，傳統(tǒng)分析依賴(lài)于標(biāo)量陰影比，”他解釋說(shuō)，并補(bǔ)充說(shuō)，新方法考慮了具有曲面的太陽(yáng)能電池，并使用微分幾何原理對(duì)其進(jìn)行分析，“這與假設(shè)太陽(yáng)能電池具有平坦表面的傳統(tǒng)計(jì)算不同。”
此外，新模型使用“以矢量形式執(zhí)行”的射線追蹤，而不是使用余弦方法，并且不是將角度響應(yīng)和入射角修改(IAM)表示為基于入射角的曲線，“新計(jì)算將它們描述為四個(gè)張量。”
展望未來(lái)，研究人員計(jì)劃為裝有光伏板的卡車(chē)和公共汽車(chē)開(kāi)發(fā)一種“節(jié)油估算工具”。Araki 表示，目前基于監(jiān)測(cè) 130 輛卡車(chē)的驗(yàn)證仍在進(jìn)行中。此外，還計(jì)劃開(kāi)展其他項(xiàng)目，以應(yīng)對(duì)為農(nóng)用光伏、建筑一體化光伏以及高山光伏和飛機(jī)一體化光伏(如高空偽衛(wèi)星 (HAPS))開(kāi)發(fā)的模塊測(cè)試方面的挑戰(zhàn)。
