跟踪式光伏电站辅助设计的关键技术研究

【摘要】：光伏电站是太阳能利用的一种重要形式，传统光伏电站建设多采用固定式的光伏设备，但其发电效率低下。近年来为了提高光伏电站的发电效率，跟踪式光伏设备的应用开始崭露头角。 在跟踪式光伏电站的建设和运行管理过程中，为了最大程度的节约土地、提高光伏设备的发电效率，分析和研究了跟踪式光伏设备的结构特点及运行机理，在此基础上，对其阵列式排布间距和运行时间进行了优化设计。具体研究内容包括以下两方面。 (1)光伏设备阵列式排布时，要考虑的主要因素是避免相邻设备之间的阴影遮挡。由于跟踪式光伏设备跟随太阳运行，其阴影的变化情况复杂，不易确定出设备间合理的阵列排布间距。运用计算机图形学相关原理构造了太阳照射下的跟踪式光伏设备的阴影测算模型，并对设备的阴影变化规律进行了分析，提出其阵列排布间距的优化设计方法。 (2)光伏设备运行管理时，可通过合理配置设备的运行时间达到提高发电效率的目的。分析影响跟踪式光伏设备运行时间的因素，提出设备每天运行时间的配置方法。在此基础上，综合考虑设备接收的太阳辐射量与占地面积之间的关系，对光伏设备排布的基准时间进行了优化选择。 【关键词】：跟踪式光伏设备 阵列排布 运行时间 计算机图形学
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.41;TM615
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 课题背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 光伏设备阵列排布方法研究现状11-13
• 1.2.2 光伏设备运行时间配置方法研究现状13-14
• 1.3 研究内容及论文结构14-16
• 2 相关概念及理论基础16-26
• 2.1 太阳轨迹16-19
• 2.1.1 天球理论16-17
• 2.1.2 太阳赤纬角与时角17-18
• 2.1.3 太阳高度角与方位角18-19
• 2.2 跟踪式光伏设备19-22
• 2.3 图形学相关原理及建模平台22-26
• 3 跟踪式光伏设备的阵列排布方法研究26-46
• 3.1 电池面板的阴影测算模型26-30
• 3.1.1 阴影形成的基本要素26-28
• 3.1.2 阴影变换矩阵的构造28-29
• 3.1.3 跟踪方式的控制29-30
• 3.2 电池面板的阴影变化规律30-38
• 3.2.1 物体阴影变化分析30-33
• 3.2.2 电池面板阴影变化仿真33-38
• 3.2.3 阴影变化规律总结38
• 3.3 光伏阵列的排布间距设计38-43
• 3.3.1 设计思路39-40
• 3.3.2 设计方法40-43
• 3.4 仿真实验43-46
• 4 跟踪式光伏设备的运行时间配置方法研究46-56
• 4.1 问题的提出46-48
• 4.1.1 相关因素的分析46-48
• 4.1.2 设计目标48
• 4.2 相关因素的求解48-51
• 4.3 运行时间设计51-53
• 4.3.1 设计思路51-52
• 4.3.2 设计方法52-53
• 4.4 实验结果与分析53-56
• 总结与展望56-58
• 致谢58-60
• 参考文献60-64
• 研究成果64

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