张忠政 作品数:13 被引量:31 H指数:3 供职机构: 中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 电气工程 理学 机械工程 核科学技术 更多>>
与太阳电池研究相适配的双原点坐标系 2014年 光生电流是太阳电池电流方程中的一个关键数值,但在单原点坐标系中无法进行标示,因此设计了双原点坐标系.在双原点坐标系中,通过对基尔霍夫电流定律如何进行标示的讨论,实现了太阳电池等效电路中各电流项和电压项的标示.双原点坐标系清晰地指出:光生电流与短路电流之差随短路电流增大而增大,只有在低光照下光生电流与短路电流才大致相当,在高光照下两者差异不可忽略;太阳电池输出功率与内耗功率在光生电流总功率中的占比随光生电流会发生改变,若要求输出功率大于内耗功率,则太阳电池不宜工作在高光照下.双原点坐标系为太阳电池的研究提供了一个适配的坐标系. 张忠政 程晓舫关键词:太阳电池 基尔霍夫电流定律 太阳电池伏安特性的演变及其控制准则 被引量:1 2015年 从数学层面分析 I_(ph)、I_0、n、R_s、R_(sh)5参数模型太阳电池电流方程的切线方程和二阶导数。同时给出I-V特性曲线趋直时的直线方程形式,以及满足基尔霍夫定律的直线式太阳电池电流方程。从数学层面证明增大光生电流I_(ph)或串联内阻R_s时,准则数α(I),V的取值范围减小,并指出只有串联内阻存在时,才出现I-V特性曲线由曲趋直现象。通过实验,采用外加串联内阻的方式验证增大串联内阻I-V特性曲线由曲趋直现象。 张忠政 程晓舫 刘金龙关键词:太阳电池 伏安特性 太阳电池最大功率恒压跟踪研究 被引量:12 2014年 通过单二极管五参数模型太阳电池的电流方程一阶导数,推导出光生电流变化而温度不变时的最大功率方程,并绘制最大功率曲线。太阳电池恒压跟踪(constant voltage tracking,CVT)的数学表述为dVm/dIm?0,即CVT仅是最大功率跟踪的特殊情况,通常情况下在最大功率曲线上仅是两个点。在CVT的点沿电流轴向两侧延伸,太阳电池最大功率点的电压变化不大而电流变化较大,就有了适用CVT的区间,其数学表述为dUm/dIm?0。该文给出了适用CVT的负载电流、光生电流区间,建议在不同的电流区间采用不同的恒定跟踪电压。从特性参数角度进行数值模拟指出,串联内阻越小、并联内阻越大、二极管反向饱和电流越小或二极管理想因子越大,适用CVT的区间就越宽。 张忠政 程晓舫关键词:太阳电池 电流-电压特性 CONSTANT 基于有限立体角测量的谱色测温法 2013年 辐射测温是通过测量物体表面发射的辐射来反演温度.本文结合线性发射率模型从辐射测温方程封闭求解的角度,解释了谱色测温通常需采用微元立体角测量或针对漫发射体的有限立体角辐射测量的原因,并推导出了有限立体角辐射测量条件下,具有非漫发射性质物体表面温度测量的辐射测温方程,该方程具有测量普适性.以此方程为基础,推导了具有测量普适性的谱色测温方程组,发现不同的辐射测量条件下,发射率标尺的取值范围相同,但物理意义发生了明显变化. 辛成运 程晓舫 张忠政关键词:辐射测温 基于光谱响应定标的辐射测温方法 被引量:7 2012年 辐射测温是通过测量物体发出的辐射来反演温度,辐射测量方程中含有与空间位置相关的非光谱参数,通常需通过辐射标定予以确认。而该研究将非光谱参数归入有限项级数形式的光谱发射率中,这既不会影响多通道测温方程组的封闭性,又不会影响真温求解,从而在无需测量数据归一化的条件下,实现了无需空间位置标定的辐射测温,该方法仅需要标定仪器的绝对光谱响应或相对光谱响应,但不能解得发射率。以两个特例分别对多波长测温方法和多谱段测温方法的求解特性进行了研究。结果表明:对于任意的测量矢量,有效波长不相同的多波长测温唯一解是存在的;而多谱段测温时,存在无解区域,双解直线,甚至可能存在三解直线。 辛成运 程晓舫 张忠政关键词:多波长 辐射测温 发射率 光谱响应 太阳电池负载的工作区间 2015年 基于实际太阳电池的五参数模型的研究指出,只有当Rs/Rsh≤1/8时得失功率比大于"1",即输出功率大于内耗功率,并比较了理想、串阻、并阻和实际太阳电池的得失功率;当最大功率负载Rm L=0.5Rs(1+Rsh/Rs)时,太阳电池工作在最大功率点处获得最大得失功率比[(1+Rsh/Rs)×0.5-1]/2;由单体电池组成的电池阵列,要求单体电池的得失功率负载工作区间保持一致。 张忠政 程晓舫 刘金龙关键词:太阳电池 输出功率 基于有限立体角测量的多光谱测温 被引量:4 2013年 辐射测温以Planck定律为基础通过测量物体表面的发射辐射来反演温度。推导了有限立体角辐射测量条件下的单色测温方程,发现多光谱辐射测温能够实现温度和光谱发射率同时求解通常需满足特定的辐射测量条件:进行微元立体角辐射测量或仅针对漫发射体的有限立体角辐射测量。引入多项式发射率模型,经过数学转化,可以摆脱以上测量限制,得到具有测量普适性的单色测温方程,但却不一定能同时测量光谱发射率。对测温方程组的多解问题进行了初步研究,提出使测量通道数大于待求变量数及采用非线性最小二乘来解决此问题。 辛成运 程晓舫 张忠政关键词:辐射测温 多光谱测温 太阳电池内阻损耗功率的定量研究 2013年 根据太阳电池电流方程和太阳电池电路的输出功率,给出了太阳电池内阻损耗功率的分析公式,分别得到实际太阳电池中串联内阻和并联内阻引起的功率消耗。分析极限点处功率关系,指出内阻损耗功率的极值条件,提出一种测量太阳电池内阻的新方法,并绘制了输出功率和内阻损耗功率随太阳电池工作点变化的曲线。 吕正君 程晓舫 张忠政 朱晓亮关键词:太阳电池 内阻 输出功率 辐射测量中的成像效应 被引量:1 2013年 明确了辐射的非成像测量和成像测量之间的差异并给出数学表述,才能够把已经成熟的非成像辐射测量方法推广至成像测量.本文从辐射测量的基本公式以及成像下目标微元与传感阵列像素的对应关系出发,分别建立了关于辐射的非成像和成像测量式.根据成像面的存在不会改变辐射传输的事实,比较非成像测量式和成像测量式后,可得到成像效应的数学表述.把成像效应与针孔和透镜两种成像技术结合后的分析指出:成像效应的主因是成像光轴角,辅因是测量天顶角;辅因作用的大小取决于测量天顶角与发射天顶角的差异度. 程晓舫 辛成运 王鲁平 张忠政关键词:辐射测温 非线性太阳电池的负载电阻输出功率的研究 被引量:1 2015年 针对非线性的太阳电池等效电路,给出最大输出功率时最佳负载的迭代式;研究串并联内阻对最佳负载和最大输出功率的影响。指出随并联内阻的增大,最佳负载先增大后减小,随串联内阻的增大,最佳负载的变化趋势或单调增大或先减小后增大;串联内阻越小、并联内阻越大,最大输出功率越大。还给出太阳电池的最大功率跟踪方程及其曲线,当串联内阻较小和并联内阻较大时,为非单调性曲线,当串联内阻较大和并联内阻较小时,为单调性曲线;最大输出功率恒压跟踪(CVT)时,建议选用不同的恒定跟踪电压替代只采用一个恒定跟踪电压。数值模拟指出,串联内阻越小或并联内阻越大,CVT的区间越宽。 张忠政 程晓舫 刘金龙关键词:太阳电池 最佳负载 最大输出功率 最大功率跟踪 CVT