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近日，河海大學(xué)機(jī)電學(xué)院白建波教授團(tuán)隊(duì)在光伏發(fā)電領(lǐng)域中取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果“Parameterizing mismatch loss in bifacial photovoltaic modules with global deployment: A comprehensive study”在能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊 Applied Energy （IF 9.746）上發(fā)表。

在雙面發(fā)電的光伏組件中，每一片電池都是一個(gè)發(fā)電單元，但由于太陽光陰影的存在，導(dǎo)致雙面組件背面發(fā)電失配效應(yīng)，從而影響整體性能。為了更好地提升雙面光伏組件的效能，機(jī)電學(xué)院白建波教授團(tuán)隊(duì)完善了雙面組件背面發(fā)電量的詳細(xì)求解思路，并分析陰影和失配規(guī)律，由此提出衡量背面失配的參數(shù)化模型。該模型為實(shí)現(xiàn)全球布置下多類型光伏組件實(shí)時(shí)發(fā)電性能快速預(yù)測(cè)和精確評(píng)估提供了思路，且更加適用于工程應(yīng)用。

常規(guī)單面光伏組件只有正面受光，受光量在組件傾斜面上是均勻的。而雙面光伏組件則不同，需要以每片電池為單元詳盡計(jì)算。研究在Matlab中搭建了虛擬的光伏組件環(huán)境，光伏組件在空間上的每個(gè)點(diǎn)都能被精確定位，通過點(diǎn)與點(diǎn)之間的能量轉(zhuǎn)換則可以通過積分形式被量化，從而實(shí)現(xiàn)雙面光伏組件發(fā)電量的統(tǒng)計(jì)。

由于地面上組件自陰影的存在，雙面光伏組件背表面上的輻照均勻性不同。一般條件下，單塊組件由于背面不均勻輻照導(dǎo)致的失配損失很少，但在評(píng)估雙面光伏陣列真實(shí)性能或輻照資源豐富時(shí)，這部分損失需要考慮。傳統(tǒng)的電池級(jí)電氣模型（詳盡計(jì)算模型）并不能適用于雙面組件發(fā)電性能的快速評(píng)估。為了解決這一難題，白建波教授團(tuán)隊(duì)研究通過將背面發(fā)電失配損失（Mismatch Loss）參數(shù)化，定義成總輻照度變化（標(biāo)準(zhǔn)偏差σ）的函數(shù)，重新建立了方程，從而間接的考慮地面陰影影響。一旦求得每片電池或者特征電池的受光量時(shí)，便可以通過簡化方程直接得出損失功率，繞過電氣模型，高效地實(shí)現(xiàn)了雙面組件發(fā)電性能的快速評(píng)估。

在建立全新方程的過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選擇全球典型氣候地區(qū)為研究對(duì)象，考慮海拔、反照率、傾斜角和區(qū)域氣候特征，通過擴(kuò)充源數(shù)據(jù)量、觀察規(guī)律，得出安裝高度是影響背面失配損失的最重要因素，從而提高高度權(quán)重，進(jìn)一步優(yōu)化擬合度。

為了更好地體現(xiàn)工程實(shí)際應(yīng)用，論文中通過實(shí)例在給定的22°傾角、0.7m高度安裝環(huán)境中，通過已知的輻照度標(biāo)準(zhǔn)σ和平均輻照下的雙面增益（BG），快速評(píng)估出了任意經(jīng)緯度單獨(dú)安裝的雙面組件實(shí)際雙面發(fā)電性能，結(jié)果以全球分布圖的形式表達(dá)，可視化結(jié)果為實(shí)際雙面工程中優(yōu)化最佳安裝參數(shù)提供參考。

原標(biāo)題：河海大學(xué)學(xué)者團(tuán)隊(duì)在雙面發(fā)電光伏組件領(lǐng)域取得新進(jìn)展