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光伏大棚反射补光问题
编辑:杭州有限公司   时间:2020-03-16

  下面分析光伏大棚反射补光问题。这里分两个方面来讨论,一方面是组件反光对农业大棚内农作物采光的补充,另一方面是农业大棚的反光对光伏阵列采光的补充。

  先讨论一个方面 ,光伏阵列对农业大棚的补光作用。现在的光伏组件处于提高效率的需要,其表面玻璃都经过多道技术手段处理,其反射率是低的;另一方面,因为装设角度受制于场地限制,同时又直接关乎到电站的结构安全与发电效率,基本上也是明确的。因此光伏阵列的反光作用,对大棚阵列的补光作用也就是基本明确的,没有多大的空间去提高这一块。在过道里采取一些手段,在特定的时段对农业大棚进行补光。

  现在讨论另一个方面,农业大棚对光伏阵列的补光作用。薄膜敷设的农业大棚,其对光线的透过率是根据材料不同在很大范围内波动的,但总体来说,其反射率还是很可观的;大棚表面是起伏不平的,同时薄膜表面的平整度也是很粗糙的,这决定了其对光线的反射里漫反射占一些量;棚顶是拱形的,其对光线的反射有发散作用,而且曲率越大反射的发散作用就越强。

  对于薄膜的透光率与反射率以及对特定波长光线的透过率与反射率,这些在建棚之前就根据种植需要已经明确,后期的改动也是根据种植需要做调整;当然局部增加反光也是可以考虑的。

  薄膜的表面平整度这是受加工工艺跟成本控制的,提高表面平整度会带来成本的增加,得不偿失;同时在自然环境下的风吹、日晒、雨淋、灰尘杂物的粘附,造成的表面粗糙效应也远大于出厂的表面粗糙度,看来控制表面粗糙度意义不大。

  光伏大棚棚顶平整度的优化。大棚薄膜与龙骨组成的其实是一个膜系统,这个系统的强度与刚度,是依赖于膜的张力与龙骨的压力。由于受到薄膜强度的限制(其实还是优化成本的需要),龙骨的跨度不能太大,每跨之间都需要有绑缚来增加膜的张力,进而实现系统的整体强度与刚度稳定。着就导致,膜在龙骨位置凸起,而龙骨与龙骨之间的跨中则会凹陷,从而形成周期性的凸起与凹陷。换句话说这样的波状起伏,是由结构的受力特点所决定的。

  拱形的优化问题。拱形线上每点的切线与法线是垂直的,二者之间倾角差90°,这就导致在线切线斜率增加的时候,线法线斜率的绝度值在减小;线切线斜率减小的时候,线法线斜率在增加。

  北侧光伏大棚面的外法线是朝北上方的,而大多数日照时间里,太阳光的入射光则是自南斜向下的(其倾角大于棚面外法线倾角),二者倾角只差就是阳光的入射角;

  可知在线斜率较小的时候,线法线的斜率较大,也就是法线的倾角较大,在阳光倾角明确的情况下,阳光的入射角就小,反射角也就越小;在明确的线长度上,反射角大值到小值之间的跨度也小,换句话说反射光线的平行性就要好一些,发散性就要弱一些,对于光伏阵列的补光救强一些。这一分析与凸面镜的反光特点是一样的,那就是曲率越大,其对平行光线的反射发散性越强。可见选用曲率较小的对数线棚在反光补光上也是有益的。同时说明一点,较小的入射角其实对光线的投射也是有益的。


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