日本宮崎大學(xué)的研究人員發(fā)表了一份關(guān)于可重復(fù)測試和協(xié)議進(jìn)展的報告，這些測試和協(xié)議解決了測量曲面車輛集成光伏 (VIPV) 模塊性能的挑戰(zhàn)。

在《太陽能材料與太陽能電池》雜志上發(fā)表的一項研究“車載光伏電池的測試和評級：科學(xué)背景”中，研究小組表示，他們的工作解決了VIPV模塊的獨特方面，例如曲率，以及由陰影、部分陰影、動態(tài)陰影和不平坦地形條件引起的輻照影響。

“光伏系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)計算通常依賴于簡化的假設(shè)，例如沒有陰影、地形平坦、安裝靜態(tài)和太陽輻射均勻，”共同通訊作者 Kenji Araki 告訴pv magazine。“然而，這些假設(shè)并不能準(zhǔn)確反映現(xiàn)實世界的情況。必須考慮實際的缺陷，包括陰影的存在、不平坦的地形、可移動的光伏系統(tǒng)和不均勻的太陽輻射。雖然這些因素并不常見，但它們在實踐中會顯著影響光伏系統(tǒng)的性能。”

該團隊在地理位置分散的實驗室和研究機構(gòu)對新協(xié)議進(jìn)行了初步測試和驗證，并根據(jù)商定的協(xié)議使用相同的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了太陽能模擬器測試，以及盲測。對于循環(huán)測試，中國南京 AGG 能源公司提供了玻璃覆蓋的剛性模塊，包括四個級別的曲率半徑。

該小組指出，要實現(xiàn) VIPV 產(chǎn)品的精確模型和測量，至少需要解決八個關(guān)鍵差異。例如，使用包含 3D 旋轉(zhuǎn)的局部坐標(biāo)系，捕捉車門、引擎蓋、保險杠和后擋風(fēng)玻璃的陰影區(qū)域。

需要基于遮光矩陣的矢量計算，而不是遮光比或角度。研究人員指出，張量形式 4-Tensor 用于表示入射光的角度響應(yīng)，而不是朗巴曲線，并且使用單位元素矢量表達(dá)的微分幾何描述，而不是光伏板角度的余弦損失。

Araki 總結(jié)了一些差異。“在新模型中，陰影矩陣考慮了半球天空的非均勻陰影。相比之下，傳統(tǒng)分析依賴于標(biāo)量陰影比，”他解釋說，并補充說，新方法考慮了具有曲面的太陽能電池，并使用微分幾何原理對其進(jìn)行分析，“這與假設(shè)太陽能電池具有平坦表面的傳統(tǒng)計算不同。”

此外，新模型使用“以矢量形式執(zhí)行”的射線追蹤，而不是使用余弦方法，并且不是將角度響應(yīng)和入射角修改(IAM)表示為基于入射角的曲線，“新計算將它們描述為四個張量。”

展望未來，研究人員計劃為裝有光伏板的卡車和公共汽車開發(fā)一種“節(jié)油估算工具”。Araki 表示，目前基于監(jiān)測 130 輛卡車的驗證仍在進(jìn)行中。此外，還計劃開展其他項目，以應(yīng)對為農(nóng)用光伏、建筑一體化光伏以及高山光伏和飛機一體化光伏(如高空偽衛(wèi)星 (HAPS))開發(fā)的模塊測試方面的挑戰(zhàn)。