车顶辐照度和温度均匀性

IEA PVPS Task 17 旨在研究光伏在交通领域的应用潜力，特别是针对车载光伏系统（VIPV）的性能评估。报告重点介绍了在车辆屋顶上建立的光照和温度均匀性监测系统的设计、制造、安装和数据分析过程。

核心观点

• 车载光伏系统（VIPV）通过在车辆屋顶集成光伏组件，为电动汽车提供低碳充电方案，有助于减少交通领域的二氧化碳排放。
• 由于车辆屋顶的曲率，光伏组件接收到的光照和温度存在不均匀性，导致能量损失。

关键数据和研究结论

• 监测系统设计：采用 5x5 的太阳能电池矩阵作为光照传感器，每个电池配备热电偶测量温度，共 25 个测量点和 25 个温度点。
• 实验数据：在法国 Le Bourget du Lac 进行了为期 8 天的户外实验，记录了晴天、阴天和雨天三种天气条件下的光照和温度数据。
  • 晴天：光照强度最大差值达 255 W/m²（21%），温度最大差值达 13°C。
  • 雨天：光照强度差值小于 20 W/m²，温度均匀性良好，差值小于 3°C。
• 能量损失分析：假设所有电池串联连接，理论计算表明晴天能量损失为 12%至 17%，雨天能量损失为 6%。
• 未来研究方向：
  • 建立车辆级能量预测模型，对比考虑光照和温度不均匀性与标准“x”%能量损失方法的准确性。
  • 进行为期一年的长期实验，收集更全面的数据，验证和优化能量预测模型。

总结
该研究通过实际测量和理论分析，揭示了车辆屋顶曲率对光伏组件光照和温度均匀性的影响，并提出了相应的能量损失评估方法。未来将通过长期实验和模型优化，进一步验证和改进车载光伏系统的性能评估方法。