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光伏日光温室的性能分析与应用研究

关注热度:112   来源:新能源学术论文  作者:赵雪
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【摘要】:为探索光伏发电系统在设施农业领域中的实际应用情况与发展潜力,本文对陕西省延安市安塞县18kW光伏日光温室夏季光环境与番茄生长情况、杨凌地区2kW光伏日光温室冬季室内外光环境与热环境、以及对系统发电量和室外太阳总辐射进行监测,并以杨凌温室为例详细的介绍了光伏日光温室的设计方案。通过与普通塑料薄膜日光温室内环境数据对比,及对光伏日光温室内部环境的分析,结果表明: 1)在非晶硅电池组件和PC板1:1比例布局下,夏季晴天光伏日光温室在正午前后2小时内的总辐射(0.3-3μm)透过率为38.7%,光合有效光量子流密度(400-700nm)透过率为38.9%,分别比塑料薄膜日光温室低30.3%和17.6%;而阴天时总辐射透过率为34.6%,光合有效光量子流密度透过率为31.1%,分别比塑料薄膜日光温室低15.8%与9.4%。此时间段内,晴天光伏日光温室可比塑料薄膜日光温室多阻挡3949.8kJ/m2热量进入室内。两栋温室内番茄株高在开花期(23-44d)差异显著,表现为光伏日光温室塑料薄膜日光温室;茎粗则反之,且只在开花初期(23-29d)差异显著,但果实产量与品质无显著性差异 2)光伏日光温室一月份平均透光率为33%,比塑料薄膜日光温室低11.6%。晴天的最大光照度为26927lux,阴天为6968lux,分别比塑料薄膜日光温室低6061lux、3177lux。光伏日光温室内晴天PC板的平均透光率为51%,而由非晶硅电池组件与PC板构成的倾斜平面的平均透光率变化范围为34.7%-41.7%;阴天时倾斜平面的平均透光率变化范围为19.9%-27.8%,与PC板相差不是很大。 3)光伏日光温室内空气温度随高度增加而减小,同样天气下,PC板下的空气平均温度比非晶硅电池组件下的空气平均温度高;0.5m处的最低温度比1.0m处和1.5m处最低空气温度高;连阴天室内30cm深土壤平均温度比15cm深土壤温度高;晴天室内15cm处的土壤最高温度和平均温度分别比30cm处土壤温度高。 4)单位千瓦光伏发电系统在1月份的发电功率为0.309kW;系统日发电量最大值为9.544kWh,最小值为1.414kWh;系统发电量与太阳总辐射呈现显著性正相关关系,且晴天的相关性系数大于阴天。
【关键词】:光伏系统 日光温室 光环境 发电量
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S625.1
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 绪论10-16
  • 1.1 背景和意义10-11
  • 1.2 国内外研究进展11-13
  • 1.2.1 国外研究进展11-12
  • 1.2.2 国内研究进展12-13
  • 1.2.3 光伏发电技术在温室应用研究中存在的问题13
  • 1.3 研究目的与内容13-14
  • 1.3.1 研究目的13-14
  • 1.3.2 研究内容14
  • 1.4 技术路线与方法14-16
  • 第二章 日光温室独立光伏发电系统的设计16-23
  • 2.1 设计总则16
  • 2.2 系统容量的设计16-20
  • 2.2.1 当地太阳能资源与自然条件16-17
  • 2.2.2 负载和组件类型17-19
  • 2.2.3 光伏组件阵列的设计19
  • 2.2.4 光伏阵列的角度19-20
  • 2.3 蓄电池的选择20
  • 2.4 光伏发电系统配套设备20-21
  • 2.4.1 光伏系统部件20-21
  • 2.4.2 光伏监测系统21
  • 2.5 光伏日光温室运行过程中存在的问题21-23
  • 第三章 光伏日光温室冬季性能分析与应用研究23-48
  • 3.1 供试温室23-24
  • 3.2 测试内容和方法24-27
  • 3.2.1 测试内容24
  • 3.2.2 测试方法24-27
  • 3.3 结果与分析27-46
  • 3.3.1 光环境分析27-36
  • 3.3.2 热环境分析36-46
  • 3.4 本章小结46-48
  • 第四章 光伏日光温室夏季性能分析与应用研究48-59
  • 4.1 供试温室48-49
  • 4.2 测试内容和方法49-51
  • 4.2.1 测试内容49-50
  • 4.2.2 测试方法50-51
  • 4.3 结果与分析51-57
  • 4.3.1 典型晴天日光温室室内外光环境分析51-54
  • 4.3.2 典型阴天日光温室室内外光环境分析54-56
  • 4.3.3 不同温室对番茄生长发育和品质的影响56-57
  • 4.4 本章小结57-59
  • 第五章 日光温室光伏发电系统的发电量及效应分析59-71
  • 5.1 日光温室光伏发电系统的装置59-60
  • 5.2 光伏日光温室的发电量60-68
  • 5.2.1 冬季期间光伏日光温室发电量分析60-62
  • 5.2.2 典型天气光伏日光温室发电量分析62-66
  • 5.2.3 光伏日光温室发电量预测66-68
  • 5.3 光伏日光温室效益分析68-70
  • 5.4 本章小结70-71
  • 第六章 结论与讨论71-73
  • 6.1 结论71
  • 6.2 讨论71-73
  • 参考文献73-76
  • 致谢76-77
  • 作者简介77
  • 在读期间发表的主要论文77
  • 在读期间主要参与的科研项目77


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关键词: 光伏系统

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