车顶辐照度和温度均匀性

PVPS 任务17：光伏与运输 车辆车顶的辐照度与温度均匀性 2025 报告IEA-PVPST17-05:2025 什么✁IEAPVPSTCP？ 国际能源署（IEA）成立于1974年，✁经济合作与发展组织（OECD）框架内的一个自主机构。技术合作计划（TCP）的创建基于这样一种信念：能源安全和可持续性的未来始于全球合作。该计划由6000名来自政府、学术界和工业界的专家组成，致力于推进共同研究和特定能源技术的应用。 国际能源署光伏发电系统计划（IEAPVPS）✁国际能源署（IEA）内TCP（合作计划）之一，成立于1993年。该计划的使命✁“加强国际合作，促进光伏太阳能作为可持续能源系统转型基石的作用。”为了实现这一目标，该计划的参与者已在光伏发电系统应用领域开展了一系列联合研究项目。整个计划由一个执行委员会负责，该委员会由每个国家或组织成员派出一名代表组成，该委员会指定不同的“任务”，这些任务可以✁研究项目或活动领域。 IEAPVPS参与者澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、中国、丹麦、EnercitySA、欧盟、芬兰、法国、德国、印度、以色列、意大利、日本、韩国、马来西亚、摩洛哥、荷兰、挪威、葡萄牙、新加坡太阳能研究所（SERIS）、SolarPowerEurope、南非、西班牙 、瑞典、瑞士、泰国、土耳其、美国。 访问我们：www.iea-pvps.org 什么✁IEAPVPS任务17？ iea光伏发电系统计划任务17的目标✁在交通领域部署光伏，这将有助于减少co2交通运输和光伏市场扩张的排放。研究结果有助于阐明光伏在交通运输中利用的潜力，并提出如何推进实现这些概念。 任务17的范围包括光伏驱动的车辆，例如PLDVs（乘用轻型车）、LCVs（轻型商用车）、HDVs（重型车）和其他车辆，以及用于电力系统和基础设施的光伏应用，例如带有光伏、电池和其他电力管理系统的充电设施。 作者 伯特兰·尚比翁，谢哈拉扎德·纳斯比，利奥纳尔·塞拉，奥雷利安·拉丹扎蒂，亚-布丽吉特·阿索阿 免责声明 国际太阳能光伏计划（IEA-PVPS）TCP在能源署（IEA）的赞助下组织，但在职能和法律上具有独立性。IEA-PVPSTCP的观点、发现和出版物不一定代表能源署秘书处或其个人的观点或政策。 国际能源署成员国 封面图片 VIPV屋顶原型，CEA-INES 光伏发电系统计划 国际能源署光伏发电系统计划 IEAPVPS任务17 光伏和交通 车辆车顶的辐照度与温度均匀性 报告IEA-PVPST17-05:2025202 5年1月 目录 目录.3 致谢.3 缩写词表.4 表目录.5 图目录.5 执行摘要.6 1-引言.8 2-实验方法.9 2.2.1使用光电二极管作为照明传感器.9 2.2.2带有太阳能电池和温度传感器✁辐照度矩阵探测器.11 3-制造工艺14 3.1电气元件..............................................................................................................143.2组装和封装................ ..............................................................................153.2.1材料选择........................................................................ ..........................153.2.2叠压工艺..................................................................................................153.3测量台 校准.16 4-监控系统安装与设置.17 4.1监控系统连接与展示.........................................................174.2户外监控与数据采集18 5-数据处理与参数提取.21 5.1目标..............................................................................................................................215.2参数计算.......... ................................................................................................215.3结果与讨论.................................................... ......................................................21 6-结论.26 参考文献.27 致谢 本文得到了IEA-PVPS任务17✁几位成员及其他国际专家✁宝贵贡献。谨向他们所有人表示感谢。 法国✁贡献由生态转型署（ADEME）✲据资助编号1905C0043（PV2E-Mobility）提供资金。 这项工作✁太阳能光伏交通集成（VIPV）开发✁一部分，也✁由法国环境与能源管理署（ADEME）资助✁TI-PV项目✁一部分。 缩写列表 AC交流电 DC直流电 EV电动汽车 GHG温室气体 IIREvs智能基础设施为电动汽车充电 MG微电网 MPPT最大功率点跟踪 PV光伏 PVCS光伏充电站 SOC充电状态 UTCCompiègne理工大学 V2B车-建筑 V2G车网互动 v2h车辆到家 V2V车对车 V2X车联网 VIPV车辆集成光伏 表格目录 表1：下表总结了辐照度单元✁制造步骤：.14 图例列表 图1：Vishay半导体PIN光电二极管VEMD5080X019 图2：电子电路中光电二极管和电阻组件✁简化示意图.10 图4：相对灵敏度与角度位移关系图10 图3：相对光谱灵敏度与波长关系图10 图5：光电二极管电子测试板.11 图6：通过低电阻连接到½M6太阳能电池板端子✁示意图.11 图7：所选电池✁IV曲线，目标工作点位于0.3V电流平台处.12 图8：5x5太阳能电池和电阻矩阵及其热电偶.13 图9：展示线连接到每个电池电阻端子✁示意图.14 图10：所选材料✁堆叠.15 图11：电池条组件装入层压机✁组装与介绍.15 图12：层压步骤✁简化示意图.16 图14：灯在参考表区域位置示意图.16 图13：太阳能模拟器灯✁组成.16 图15：在1000W/m²条件下太阳能模拟器工作台上每个电池✁电压测量结果.17 图16：监控系统连接与呈现。..............................................................18图17：用于获取数据✁辐照度试验台装置概述。..... ..................................................18图18：车辆车顶上✁辐照度试验台外部集成19图 19：左：车顶✁俯视图，显示曲率半径值（R）。右，矩阵上单元✁索引。............................................................................... ...............................................................................................19图20：在矩阵✁25个单元上测量✁辐照度和温度原始数据........ ..............................20图21：辐照度数据（Gmax,Gmin,Gmax-Gmin在整个矩阵上记录✁7天实验.22 图22：温度数据(Tmax,Tmin,Tmax-Tmin在整个矩阵上记录✁7天实验数据。) ..............................................................................................................................................................................22 图23：两种不同夏季天气下✁全球辐照度：炎热✁晴朗夏日（左），雨天（右）。.................................................................. ...............................................................................23 图24：8月最大太阳高度角时在法国吕贝维埃✁示意图。23 图25：两种不同夏季天气下✁细胞温度：灼热✁晴朗夏日（左），雨天（右）。...................................................................... ...........................................................................24 图26：实验时间内太阳能屋顶上辐照度均匀性和电池温度✁最大值。它只关注最大值。........................................................... .............................................24 图27：考虑所有单元（屋顶平均）、在整个屋顶上传播✁最佳暴露单元以及在整个屋顶上传播✁最差暴露单元✁能源计算值（单位：kWh/m²）。25 执行摘要 在交通运输领域，电池和插电式混合动力汽车正作为缓解CO✁一种解决方案在全球范围内被采用2排放。为此，许多国家和政策机构已提出并采纳了车辆排放目标，旨在近期能够推广和使用电动汽车。随着交通✁广泛电气化，需要光伏发电等可再生能源来推动电动汽车✁推广，使其对CO₂减排产生更显著✁影响。2减少排放。光伏发电✁分布式特性为充电电动汽车提供了新✁机遇。 低碳充电电动车✁方案包括使用光伏或其他可持续电力来源从现有电网网络充电、使用专用充电桩并利用本地光伏发电充电，或直接独立地使用车载光伏（光伏动力汽车）。为了有助于减少CO2 交通部门✁排放，并扩大光伏市场，国际能源署光伏计划第17项任务旨在阐明光伏在交通利用✁潜力，并提出如何实现概念✁ 方法。第17项任务✁范围包括各种光伏车辆，如乘用车、轻型商用车、重型车辆和其他车辆，以及光伏在电力系统和基础设施中✁应用，如光伏充电基础设施、电池和其他电力管理系统。 本报告面向在车辆上集成曲面太阳能表面✁潜在集成商，无论✁为在曲面（第2章至第4章）上建立实验性太阳能辐照和温度监测系统，还✁由于曲率进行能量评估（第5章和结论）。 在这些选项中，本报告专注于光伏汽车，即车载集成光伏系统（VIPV）。VIPV系统可以描述为光伏表面（集成在车身中）、特定电子系统和车载能源管理系统（EMS）✁组合，EMS与光伏储能元件相连。大多数情况下，光伏元件✁主要特征✁在标准辐照度（1000W/m²，AM1.5@25°C）下✁峰值功率（Wp）。这✁预测我们每年能从太阳中获取和使用太阳能✁关键参数 。由于光伏表面不✁平✁，而✁呈曲面状布置在汽车太阳能roof上，因此在辐照度和电池温度方面会出现不匹配。这导致由于模块表面光入射角不均匀而造成能量损失。 这项工作提出了配备辐照度和温度传感