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环境因素对船用太阳能电池输出特性的影响机理研究
| 论文题名： | 环境因素对船用太阳能电池输出特性的影响机理研究 |
| 关键词： | 船用太阳能电池;输出特性;动态环境变量;海洋环境;船载环境 |
| 摘要： | 航运业作为经济发展的基础产业，正面临着石化能源逐渐减少、运输成本不断提高、环境保护法规日益严格的新局面，因此，清洁能源在船舶上的应用越来越受到关注。目前，作为最有开发价值及潜力的清洁能源技术之一的光伏发电技术被尝试应用于各类船舶上，从小型游船逐渐到从事远洋货运的大型船舶。但是，海洋环境相比陆地环境要复杂得多，太阳能电池作为太阳能光伏发电系统的核心部件，其在恶劣的海洋环境下的工作可靠性对船用光伏发电技术的发展有重要影响。因此，开展环境因素对船用太阳能电池输出特性的影响效果和机理研究，具有十分重要的理论意义和实用价值。 以装载于大型远洋货运船舶上的船用太阳能电池为研究对象，从影响船用太阳能电池输出特性的实际工作环境出发，进行理论分析、仿真计算和试验研究。 针对通用的太阳能电池工程数学模型难以用来表征动态环境变量与输出特性之间的影响关系这一问题，根据MPPT算法和电池外特性，提出了两种新的太阳能电池数学模型表达形式，并利用MATLAB/Simulink平台，分别搭建了相应的仿真模型用于分析计算。通过温度变化对太阳能电池输出特性影响的试验验证，指出了两种模型的有效性及各自在运算复杂性、精度与速度上的特点。 基于船用太阳能电池实际工作环境的特点，分析海洋环境与船载环境的主要特征，设计了一种适用于开展船用太阳能电池相关试验的环境模拟试验平台，完成了试验平台的制造、安装调试以及配套测控系统软件的开发。 依托所建立的仿真模型和试验平台，研究了盐雾、海水和船舶低频振动对船用太阳能电池输出特性的影响机理。结果表明盐雾和海水主要是通过改变太阳能电池的温度、接收到的辐照强度来影响输出特性；船舶低频振动主要通过改变太阳光照的入射角，使得太阳能电池接收到的辐照强度发生变化，从而影响电池的输出特性。同时试验结果显示盐雾会减弱太阳能电池的输出，而海水一开始起到促进作用，但随着海水蒸发留下盐粒，其对电池输出的影响转化为减弱作用；低频振动会引起输出的微小波动，但变化幅度在可接受范围之内。 |
| 作者： | 张彦 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 严新平;袁成清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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