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考虑大气参数和云况导致的入射角与光谱变化的各类光伏组件精确输出预测方法

DOI：10.3390/app10020703 期刊：Applied Sciences 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 由于半导体吸收的波长取决于光吸收系数，光伏（PV）能源输出会受到太阳光谱的影响。因此，要实现高精度的光伏输出估算，必须考虑太阳光谱。Bird模型一直被用作通用的光谱模型。然而，该模型中的气溶胶光学深度和可降水量等大气参数为固定值，仅适用于晴天。本研究利用Bird光谱模型从实测的全光谱中提取大气参数，并分析了大气参数的季节性波动。我们提出了一种阴天光谱模型，并通过线性组合计算出从晴天到阴天的全天候太阳光谱。在宫崎大学安装了三种光伏组件（固定式硅电池、双轴跟踪式硅电池和固定式InGaP/GaAs/InGaAs三结太阳能电池）。综合考虑入射角和光谱变化的估算性能比（PR）与实测PR一致。最终，成功估算了日本各地安装的各种光伏组件的能源产量。
作者： Hiroki Tawa，Hiromu Saiki，Yasuyuki Ota，Kensuke Nishioka，Kenji Araki，Tatsuya Takamoto
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种新的光伏输出预测方法，该方法包含基于Bird光谱模型的大气参数提取与太阳光谱计算，命名为"宫崎光谱-能量法"（MS2E），通过考虑大气参数波动及阴天光谱模型来提高预测精度。

研究成果

所提出的MS2E方法通过考虑大气参数和云况导致的入射角与光谱变化，精准估算了光伏输出功率。该方法通过将三类光伏组件的估算性能比（PR）与实测PR进行对比验证。研究成功估算了日本各地安装的各类光伏系统的发电量，证明了该方法在光伏输出预测中的适用性。

研究不足

该研究的局限性在于所使用的光伏组件类型特定以及研究地点（日本）的地理位置。在研究中未涵盖的不同大气条件下，模型的准确性可能会有所不同。

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