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太阳能转化为电能的选定方法——比较分析
摘要： 本文介绍了将太阳能转化为电能的几种方法：光伏电池（PV）、利用光子增强热电子发射（PETE）的转换器，以及近场增强热电子能量转换系统（NETEC）。PETE和NETEC系统是利用热电子发射现象的创新解决方案，可替代光伏发电。我们对结构、工作原理、效率等参数进行了比较分析，这些参数的对比通过图表展示并汇总于表格中?；诜治觯颐堑贸隽斯赜诟昧煊蛳钟谐晒白环椒ǚ⒄骨熬暗慕崧?。
关键词： 太阳能、PETE、NETEC、转换效率、热电子发射、光伏电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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贝宁太阳能发展的挑战：关于区域化方法的一些思考线索
摘要： 贝宁正面临能源转型的问题，既要减少对化石燃料的依赖，更重要的是实现全民用电普及。贝宁政府为此实施的太阳能发展计划目前看来仍显不足。本文试图阐明该领域构建区域发展动力的条件，重点分析参与者的动机及集体行动面临的主要障碍。
关键词： 太阳能，贝宁，领土，能源转型，参与者
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE 2018年第31届加拿大电气与计算机工程会议(CCECE) - 魁北克市，魁北克省(2018年5月13日-2018年5月16日)] 2018年IEEE加拿大电气与计算机工程会议(CCECE) - 基于远程太阳能监测站和人工神经网络的太阳能预测
摘要： 准确预测可用太阳辐照度是电力行业面临的重要问题，对于为偏远地区（这些地区可能缺乏充足的天气预报数据）客户提供服务的公用事业公司而言更是特殊挑战。本文提出一种方法，利用加拿大西北艾伯塔省某站点本地及远程监测站实时测量的太阳辐照度数据，预测该站点两小时后的太阳辐照度水平。本研究采用人工神经网络（ANN）进行太阳辐照度预测，并运用遗传算法确定太阳能监测站的最优阵列规模与布局方案，以获取人工神经网络最精确的预测结果。研究发现：仅需五个远程监测站即可使算法达到接近峰值预测精度；相较于将监测站点严格布置在目标站点上风方向形成聚集区，确保各远程监测站点围绕目标站点具备充分的地理空间分隔更为理想。
关键词： GHI（全球水平辐照度）、遥感、太阳能、光伏、孤立发电、预测、辐照度、人工神经网络
更新于2025-09-23 15:21:01
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[能源、环境与可持续性] 太阳能研究进展 || 基于纳米流体的直接吸收式太阳能集热器在直流多级闪蒸海水淡化系统中的应用
摘要： 多级闪蒸（MSF）海水淡化技术是最简单的热法淡化方法之一，其需要热能来实现海水淡化。这种热能可由直接吸收式太阳能集热器（DASC）提供的太阳能供给——当纳米流体流经该集热器时，会直接吸收入射辐射并升温至更高温度。相比传统表面吸收式太阳能集热器，这类集热器具有约10%的相对更高热效率。本研究采用直接吸收式太阳能集热器（DASC）作为一次通过式（OT）多级闪蒸（MSF）淡化系统的热源，并通过逆流式换热器耦合这两个系统。为避免高盐度海水导致表面吸收式集热器热性能退化（本研究中海水流经换热器并由流经直接吸收式集热器的纳米流体加热），实验中将直接吸收式集热器替换为表面吸收式集热器。本研究旨在通过"增益输出比"（GOR）这一指标评估组合系统的热性能。太阳能集热器的热性能/效率取决于DASC内纳米流体层厚度（H）、集热器长度（L）、纳米颗粒体积分数（fv）及入射太阳辐射能（q）等参数，这些因素同样会影响MSF系统性能。因此将基于上述集热器参数评估组合系统性能，同时将增益输出比作为与MSF淡化系统相关的浓盐水排放温度（Tb）和进料海水温度（Tf）的函数进行评估，并将淡水产量率（?d）作为与集热器和MSF系统相关参数的函数进行研究。通过有限差分隐式法（FDM）借助MATLAB建立了求解DASC系统温度分布的数值模型，同时也在MATLAB中构建并求解了MSF淡化系统的数值模型。
关键词： 纳米流体，直流式，太阳能，海水淡化，多级闪蒸
更新于2025-09-23 15:21:01
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设计一个双轴太阳能跟踪系统以实现最大功率输出
摘要： 本文主要目的是提出一种能使光伏阵列与阳光更好对准并高效采集太阳能的控制系统。该系统通过检测太阳与光伏板的位置差，在双轴方向上改变朝向以追踪太阳坐标。研究对所提系统进行了硬件测试，验证其高效追踪太阳光的能力，并阐述了双轴太阳能跟踪系统相较于单轴系统的优势。
关键词： 太阳能，单轴，辐照度，跟踪器，直流电机，双轴
更新于2025-09-23 15:21:01
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需求率对住宅屋顶太阳能客户的影响
摘要： 本文研究了住宅屋顶太阳能客户在采用需求电价服务时对其用电需求和能源使用所做的调整，以及这些调整对其电费和公用事业公司服务成本的影响。
关键词： 需求率，峰值需求，服务成本，成本转移，千瓦，太阳能
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用二氧化铈进行热化学氧化还原循环的50千瓦太阳能接收-反应器传热模型
摘要： 本研究报告了一种太阳能接收-反应器瞬态传热模型的开发，该反应器专为通过温度和压力波动实现纯二氧化铈（以网状多孔陶瓷RPC形式存在）的热化学氧化还原循环而设计。第一步为吸热过程：在低于10毫巴的真空条件下，用聚焦太阳辐射直接加热二氧化铈RPC至1500°C，从而使其晶格释放氧气。随后的放热步骤中，反应器在冷却过程中重新充入二氧化碳，当温度低于1000°C时，部分还原的二氧化铈通过二氧化碳气流再次氧化。为分析太阳能反应器性能并优化设计与运行条件，本研究针对还原步骤中50kW太阳辐射输入功率工况，开发了瞬态传热模型并在ANSYS CFX中实现。该数值模型采用蒙特卡洛光线追踪耦合入射聚焦太阳辐射，通过假设热力学平衡纳入还原化学反应，并应用有效传热特性计算多孔二氧化铈内部辐射传热。通过高通量太阳模拟器获取的数据验证表明，模型与实验的温度演变及产氧结果高度吻合。数值结果显示太阳辐射输入功率具有显著影响——功率提升可大幅缩短二氧化铈结构的还原时间。据此模型预测，在50kW太阳辐射功率输入下太阳能-燃料能量转换效率超过6%；若将RPC宏观孔隙率显著提高并实现更好的体积吸收与均匀加热，效率可达10%以上?？刂苹乖讨卸趸姹砻嫖露纫员苊馍?，是直接吸收式太阳能接收-反应器的关键设计考量。
关键词： 设计优化、反应器建模、二氧化铈、热化学循环、太阳能、网状多孔陶瓷
更新于2025-09-23 15:19:57
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在半导体异质结构中实现高效的光子上转换工程
摘要： 光子上转换是一种将两个低能光子转化为一个高能光子的光物理过程。该技术在生物医学成像、靶向药物释放及太阳能收集等领域具有广泛应用前景。现有上转换纳米体系（包括镧系掺杂纳米晶体和三重态-三重态湮灭分子）虽已实现10-30%量级的上转换量子产率，但其性能受限于原子/离子/分子态固有的窄吸收截面与固定能级结构。相比之下，半导体材料具有天然宽吸收截面的优势，且最新研究进展使得具有复杂异质结构的胶体半导体纳米粒子合成成为可能，这类材料能精准调控能带排列并优化光学特性。 我们成功合成并表征了一种能在连续波光照及太阳光相关光子通量下实现光子上转换的三组分异质结构。该结构由作为吸收体和发射体的两个硒化镉量子点（通过硫化镉纳米棒空间隔离）组成。研究表明，半导体异质结构工程原理可有效提升上转换效率：首先消除吸收量子点表面的电子陷阱态，继而定制纳米棒的带隙结构以定向输运载流子至发射量子点。这两项改进协同作用使光子上转换性能提升达100倍。
关键词： 太阳能、半导体、上转换、耦合量子点、纳米结构、核/棒/发射体
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于钙钛矿光伏和稳定水分解光阳极的TiO2功能化碳点
摘要： 通过微波辐照、水热条件或常温溶液化学法等不同缩聚方法合成了多种荧光碳纳米粒子（通常称为碳点，CDs），并对其进行后续化学功能化修饰。将这些碳点沉积于TiO?薄膜上，作为钙钛矿光伏器件中的电子传输层以及光电化学水分解的阳极材料进行测试。不含氧元素的氮掺杂碳点可使钙钛矿太阳能电池的开路电压提升约50 mV。所有类型的碳点均能增强水分解过程中的光电流，其中经巯基和丁基链功能化的碳点效果尤为显著。研究表明该改性电极在持续运行中保持稳定，沉积碳点后电极的其他电化学特性（如伏安曲线形态、起始电位和开路电位）几乎未发生变化，仅入射光子-电流转换效率明显改善，使吸收范围向长波长方向延伸约20 nm。本研究为提升n型半导体在光伏电池和光电化学制氢中的性能提供了关于作用机制与电极结构的新数据。
关键词： 可持续性、二氧化钛、可再生氢、碳纳米颗粒、太阳能
更新于2025-09-23 15:19:57
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聚光光伏与热系统在淡水生产中的应用
摘要： 本研究旨在探究结合直接接触式膜蒸馏（DCMD）的聚光光伏/热系统（CPV/T）用于海水淡化的性能表现。通过构建数值传热传质模型评估淡水生产的可行性。研究发现：系统平均电效率约18%，热效率提升至平均25%，总效率平均达71%。采用冷却循环时，CPV/T峰值时段效率达到19.26%。最终DCMD?？槭迪? kg/m2/h的淡水产量，消耗约9200 kJ/kg水的热能。水质量通量呈非线性下降，从3 L/m2/h降至1.8 L/m2/h。当系统增益输出比（GOR）达到2.6及以上效率值时，CPV/T出水温度会随耦合系统产水通量同步升高；反之若CPV/T出水温度较低，则换热器进水温度随之降低，导致DCMD?？榻露认灾陆?。
关键词： 膜蒸馏、太阳能海水淡化、集中式平板太阳能光伏-热利用系统、太阳能、水淡化
更新于2025-09-23 15:19:57