CN113985956A - 一种用于提升太阳能发电的玻璃窗及其光电转换效率的方法 - Google Patents

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CN113985956A CN202111219795.1A CN202111219795A CN113985956A CN 113985956 A CN113985956 A CN 113985956A CN 202111219795 A CN202111219795 A CN 202111219795A CN 113985956 A CN113985956 A CN 113985956A
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王金鹏
张腾
周阳
管鑫
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    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
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    • G05F1/66—Regulating electric power
    • G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together

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Abstract

本发明公开了一种用于提升太阳能玻璃窗及其光电转换效率的方法。窗框为太阳能板，窗框内镶嵌有双层玻璃，双层玻璃之间具有空隙，外面的玻璃为结合钙钛矿太阳能电池的外层玻璃，外面的玻璃上部和下部分别具有若干个孔，双层玻璃之间底部具有风扇。

Description

一种用于提升太阳能发电的玻璃窗及其光电转换效率的方法
技术领域
本发明涉及化工机械领域，具体为一种用于提升太阳能发电的玻璃窗及其光电转换效率的方法。
背景技术
太阳能是一种无污染、易获得、可再生的清洁能源，获取和利用太阳能主要是通过光伏发电的形式来进行的。相对于非独立式的太阳能光伏发电系统，可以与建筑物相结合的独立式太阳能光伏发电系统具有很高的研究价值，例如应用于建筑表面的太阳能玻璃窗，而其光电转换效率低下是目前所面临的一个重要问题。
发明内容
一种用于提升太阳能发电的玻璃窗，窗框为太阳能板，窗框内镶嵌有双层玻璃，双层玻璃之间具有空隙，外面的玻璃为结合钙钛矿太阳能电池的外层玻璃，外面的玻璃上部和下部分别具有若干个孔，双层玻璃之间底部具有风扇。
一种用于提升太阳能发电的玻璃窗的光电转换效率的方法，采用恒定电压法与电导增量法相结合的形式，其具体过程如下：
(一)对光伏电池的开路电压Uoc进行检测并采样；
(二)将采样到的开路电压Uoc与系统处于最大功率点处所对应的参考电压Uref进行对比：
若Uoc等于Uref，则进行第五步，
若Uoc不等于Uref，则进行第三步；
(十)判断Uoc是否大于Uref：
若Uocf大于Uref，则进行第四步，
若Uoc小于Uref，则进行第五步；
(十一)减小光伏电池的工作电压，返回第一步；
(十二)对光伏电池的工作电压U和工作电流I进行采样；
(十三)判断当前工作电压采样值和上一周期的工作电压采样值之差dU是否等于零：
若dU等于零，则进行第七步，
若dU不等于零，则进行第九步；
(十四)判断当前工作电压采样值和上一周期的工作电压采样值之差dI是否等于零：
若dI等于零，则进行第十三步，
若dI不等于零，则进行第八步；
(十五)判断dI是否大于零：
若dI大于零，则进行第十一步，
若dI小于零，则进行第十二步；
(十六)判断dI/dU是否等于-I/U：
若dI/dU等于-I/U，则进行第十三步，
若dI/dU不等于-I/U，则进行第十步；
(十)判断dI/dU是否大于-I/U：
若dI/dU大于-I/U，则进行第十一步，
若dI/dU小于-I/U，则进行第十二步；
(十一)减小占空比；
(十二)增大占空比；
(十三)使得此时光伏电池的工作电压U和工作电流I与系统处于最大功率点时的工作电压U0和工作电流I0相等；
(十四)完成光伏电池的最大功率跟踪。
有益效果：为了提高太阳能玻璃窗的光电转换效率，本发明从三方面对其进行改进，首先将进行光伏发电的硅基太阳能电池选为具有更高转换效率的钙钛矿太阳能电池；其次为了降低温度过高对光电转换效率的影响，设计一种给太阳能玻璃窗自动降温的装置；最后通过一种改进的用于独立光伏发电系统的最大功率点跟踪方法，以保证其输出功率最大，尽可能提高其光电转换效率。
附图说明
图1(a)是本发明太阳能发电的玻璃窗的结构正面的示意图。
图1(b)是本发明太阳能发电的玻璃窗的结构左侧的示意图。
图2是本发明太阳能发电的玻璃窗的光电转换效率的流程图。
图中：1、双层玻璃，2、下部出气孔，3、上部出气孔，4、太阳能板，5、风扇。
具体实施方式
如图1(a)至1(b)所示：一种用于提升太阳能发电的玻璃窗，窗框为太阳能板4，窗框内镶嵌有双层玻璃1，双层玻璃1之间具有空隙，外面的玻璃为结合钙钛矿太阳能电池的外层玻璃，双层玻璃1中的外面的玻璃上部和下部分别具有上部出气孔3和下部出气孔2，双层玻璃1之间底部具有风扇5。
在给太阳能玻璃窗降温部分，本发明首先在窗框上安装四块太阳能板4，能够吸收太阳能用来发电，供降温设备例如小风扇和温室内的用电设备使用。在外层玻璃的内侧上结合具有半透明性质的钙钛矿太阳能电池，同样可进行发电，同时其不会影响到室内的采光需求。外层玻璃的上部和下部各设有上部出气孔3和下部出气孔2，方便内外层玻璃之间的空气进出。太阳能玻璃窗的窗框内部为中空设计，方便对与其结合的太阳能板进行降温。与大多数建筑的窗户选用单层玻璃不同，本设计采用双层玻璃结构，在下侧窗框的内部装有小风扇，其吹风方向为沿着玻璃自下而上。在玻璃窗框一侧的内部装有DHT11温湿度传感器，该传感器可以实时得将双层玻璃间的温湿度数据发送给51单片机并显示在LCD1602显示屏上。将由太阳能板充电的蓄电池的正负极与电量检测仪表的正负引线连接，可以实时得掌握该蓄电池的剩余电量以及充电情况。
如图2所示：一种用于提升太阳能发电的玻璃窗的光电转换效率的方法，采用恒定电压法与电导增量法相结合的形式，其具体过程如下：
(一)对光伏电池的开路电压Uoc进行检测并采样；
(二)将采样到的开路电压Uoc与系统处于最大功率点处所对应的参考电压Uref进行对比：
若Uoc等于Uref，则进行第五步，
若Uoc不等于Uref，则进行第三步；
(十七)判断Uoc是否大于Uref：
若Uocf大于Uref，则进行第四步，
若Uoc小于Uref，则进行第五步；
(十八)减小光伏电池的工作电压，返回第一步；
(十九)对光伏电池的工作电压U和工作电流I进行采样；
(二十)判断当前工作电压采样值和上一周期的工作电压采样值之差dU是否等于零：
若dU等于零，则进行第七步，
若dU不等于零，则进行第九步；
(二十一)判断当前工作电压采样值和上一周期的工作电压采样值之差dI是否等于零：
若dI等于零，则进行第十三步，
若dI不等于零，则进行第八步；
(二十二)判断dI是否大于零：
若dI大于零，则进行第十一步，
若dI小于零，则进行第十二步；
(二十三)判断dI/dU是否等于-I/U：
若dI/dU等于-I/U，则进行第十三步，
若dI/dU不等于-I/U，则进行第十步；
(十)判断dI/dU是否大于-I/U：
若dI/dU大于-I/U，则进行第十一步，
若dI/dU小于-I/U，则进行第十二步；
(十一)减小占空比；
(十二)增大占空比；
(十三)使得此时光伏电池的工作电压U和工作电流I与系统处于最大功率点时的工作电压U0和工作电流I0相等；
(十四)完成光伏电池的最大功率跟踪。

Claims (2)

1.一种用于提升太阳能发电的玻璃窗，其特征在于：窗框为太阳能板()，窗框内镶嵌有双层玻璃，双层玻璃之间具有空隙，外面的玻璃为结合钙钛矿太阳能电池的外层玻璃，外面的玻璃上部和下部分别具有若干个孔，双层玻璃之间底部具有风扇。
2.一种用于提升太阳能发电的玻璃窗的光电转换效率的方法，其特征在于：采用恒定电压法与电导增量法相结合的形式，其具体过程如下：
(一)对光伏电池的开路电压Uoc进行检测并采样；
(二)将采样到的开路电压Uoc与系统处于最大功率点处所对应的参考电压Uref进行对比：
若Uoc等于Uref，则进行第五步，
若Uoc不等于Uref，则进行第三步；
(三)判断Uoc是否大于Uref：
若Uocf大于Uref，则进行第四步，
若Uoc小于Uref，则进行第五步；
(四)减小光伏电池的工作电压，返回第一步；
(五)对光伏电池的工作电压U和工作电流I进行采样；
(六)判断当前工作电压采样值和上一周期的工作电压采样值之差dU是否等于零：
若dU等于零，则进行第七步，
若dU不等于零，则进行第九步；
(七)判断当前工作电压采样值和上一周期的工作电压采样值之差dI是否等于零：
若dI等于零，则进行第十三步，
若dI不等于零，则进行第八步；
(八)判断dI是否大于零：
若dI大于零，则进行第十一步，
若dI小于零，则进行第十二步；
(九)判断dI/dU是否等于-I/U：
若dI/dU等于-I/U，则进行第十三步，
若dI/dU不等于-I/U，则进行第十步；
(十)判断dI/dU是否大于-I/U：
若dI/dU大于-I/U，则进行第十一步，
若dI/dU小于-I/U，则进行第十二步；
(十一)减小占空比；
(十二)增大占空比；
(十三)使得此时光伏电池的工作电压U和工作电流I与系统处于最大功率点时的工作电压U0和工作电流I0相等；
(十四)完成光伏电池的最大功率跟踪。
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