高空駐留太陽能飛機(jī)主動(dòng)式光伏組件面功率特性研究

【摘要】：光伏組件面功率特性是影響太陽能飛機(jī)性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。首先建立了考慮光伏組件表面溫度、太陽能飛機(jī)飛行高度、緯度及一年四季等因素的光伏組件面功率模型,分析了光伏組件在一年范圍內(nèi)的日均直射、日均水平面功率隨飛行高度、緯度和季節(jié)等關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)參數(shù)的變化規(guī)律,對(duì)比研究了3種跟蹤采能方式下的主動(dòng)式光伏組件(TPM)的逐時(shí)、日均面功率特性。結(jié)果表明:在一天的光照時(shí)間內(nèi)和全年范圍內(nèi),主動(dòng)式光伏組件能顯著提高光伏組件的面功率特性。然后,參考了典型的太陽能飛機(jī)"Helios"和"Zephyr",綜合考慮能源與氣動(dòng)特性,初步設(shè)計(jì)了一種采用主動(dòng)式光伏組件的高空駐留太陽能飛機(jī)布局方案,通過分析其日均凈面功率特性得出:合理設(shè)計(jì)主動(dòng)式光伏組件,可以顯著提高太陽能飛機(jī)的日均凈面功率約32%～66%,甚至可達(dá)116%。這些結(jié)論均說明,從采能效率和氣動(dòng)特性兩方面綜合來說,所提出的基于主動(dòng)式光伏組件的布局設(shè)計(jì)思想在高空駐留太陽能飛機(jī)總體布局設(shè)計(jì)時(shí)具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。 【作者單位】： 西北工業(yè)大學(xué)無人機(jī)特種技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;西北工業(yè)大學(xué)動(dòng)力與能源學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 太陽能飛機(jī) 主動(dòng)式光伏組件 面功率 飛行高度 飛行緯度 表面溫度 跟蹤方式 高空駐留飛機(jī)
【基金】：國家“863”計(jì)劃(2011AA7052002) 國家自然科學(xué)基金(11202162)~~
【分類號(hào)】：V271.9
【正文快照】： 太陽能飛機(jī)利用源源不盡的太陽輻射能量,具有在高空(10～30km)持續(xù)數(shù)月、甚至數(shù)年的駐留飛行能力,其在環(huán)境監(jiān)測(cè)、邊境巡邏以及數(shù)據(jù)鏈中繼等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。太陽能飛機(jī)的性能參數(shù)一般有可持續(xù)飛行高度、緯度、可持續(xù)飛行時(shí)間,以及任務(wù)載荷的重量及其功耗等。而這些性

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