日本宮崎大學(xué)的研究人員發(fā)表了一份關(guān)于可重復測試和協(xié)議進(jìn)展的報告，這些測試和協(xié)議解決了測量曲面車(chē)輛集成光伏 (VIPV) 模塊性能的挑戰。
在《太陽(yáng)能材料與太陽(yáng)能電池》雜志上發(fā)表的一項研究“車(chē)載光伏電池的測試和評級：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。
“光伏系統的標準計算通常依賴(lài)于簡(jiǎn)化的假設，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，這些假設并不能準確反映現實(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)的光伏系統和不均勻的太陽(yáng)輻射。雖然這些因素并不常見(jiàn)，但它們在實(shí)踐中會(huì )顯著(zhù)影響光伏系統的性能。”
該團隊在地理位置分散的實(shí)驗室和研究機構對新協(xié)議進(jìn)行了初步測試和驗證，并根據商定的協(xié)議使用相同的校準數據進(jìn)行了太陽(yáng)能模擬器測試，以及盲測。對于循環(huán)測試，中國南京 AGG 能源公司提供了玻璃覆蓋的剛性模塊，包括四個(gè)級別的曲率半徑。
該小組指出，要實(shí)現 VIPV 產(chǎn)品的精確模型和測量，至少需要解決八個(gè)關(guān)鍵差異。例如，使用包含 3D 旋轉的局部坐標系，捕捉車(chē)門(mén)、引擎蓋、保險杠和后擋風(fēng)玻璃的陰影區域。
需要基于遮光矩陣的矢量計算，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，而不是朗巴曲線(xiàn)，并且使用單位元素矢量表達的微分幾何描述，而不是光伏板角度的余弦損失。
Araki 總結了一些差異。“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，傳統分析依賴(lài)于標量陰影比，”他解釋說(shuō)，并補充說(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其進(jìn)行分析，“這與假設太陽(yáng)能電池具有平坦表面的傳統計算不同。”
此外，新模型使用“以矢量形式執行”的射線(xiàn)追蹤，而不是使用余弦方法，并且不是將角度響應和入射角修改(IAM)表示為基于入射角的曲線(xiàn)，“新計算將它們描述為四個(gè)張量。”
展望未來(lái)，研究人員計劃為裝有光伏板的卡車(chē)和公共汽車(chē)開(kāi)發(fā)一種“節油估算工具”。Araki 表示，目前基于監測 130 輛卡車(chē)的驗證仍在進(jìn)行中。此外，還計劃開(kāi)展其他項目，以應對為農用光伏、建筑一體化光伏以及高山光伏和飛機一體化光伏(如高空偽衛星 (HAPS))開(kāi)發(fā)的模塊測試方面的挑戰。
