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摘要
基于光伏组件产生功率模型,研究了太阳能飞机中飞行速度、高度、时间及区域等状态参数影响组件性能的规律。以单晶硅组件及Xihe太阳能飞机为研究对象,当飞机飞行速度增加时,组件产生的功率随之增加但趋于饱和。原因在于速度的增加能有效降低组件的表面温度,但提升是有限的。飞机所需的功率随飞行速度呈现指数增加,且组件产生的功率与飞机所需的功率有能量平衡点。组件产生的功率随飞行高度的增加而增加,但有饱和的趋势。原因在于,当飞行高度上升,大气温度随之下降,组件表面温度下降;同时海拔越高,大气密度和大气通透率越大,太阳辐射增加,从而组件产生的功率增加了;饱和的原因在于组件本身性能的限制。一天之中,组件产生的功率基本以太阳时12点为中心左右近似对称,中午最强;一年中组件性能在夏季最强,冬季最弱。原因在于组件性能主要由所受太阳辐射决定。随着纬度的增加,组件产生的功率减小。原因在于,纬度越高,太阳高度角越小,组件所能接受到的太阳辐射也就越小;纬度越低,组件总产生功率越高且平稳。纬度低的地区更适合太阳能飞机的飞行。该文为太阳能飞机的能量分配、长时间驻空提供一定的帮助。
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单位南昌航空大学; 南昌大学机电工程学院; 江西省光电检测技术工程实验室; 江西省图像处理与模式识别重点实验室
