耦合温度衰减效应的月球光伏板倾角优化设计

作     者：潘浩丹 徐第开 樊帆 朱亚 钱华 赵东亮 Pan Haodan;Xu Dikai;Fan Fan;Zhu Yazhu;Qian Hua;Zhao Dongliang

作者机构：东南大学能源与环境学院南京210096 

出 版 物：《东南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Southeast University：Natural Science Edition)

年 卷 期：2022年第52卷第5期

页      面：972-980页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目 国家自然科学基金 

主　　题：月球原位能源 太阳辐射 最优倾斜角度 光伏系统优化 

摘      要：为了最大化获取不同纬度月面的光伏资源,系统研究和优化了光伏板在不同纬度月面的倾斜角度.首先基于半解析轨迹理论建立了完整的月球轨道模型,计算得到月面全年的太阳辐射强度、太阳直射点等,进而针对月面以辐射换热为主的热环境,提出了耦合温度衰减效应的输出特性导向型光伏板最优倾斜角度的优化算法.结果显示:以“嫦娥四号搭载的Ⅲ-Ⅳ族砷化镓光伏板为例,通过将光伏板倾斜角度增大以控制辐射热通量,在温度衰减系数0.004℃下,光伏板日间平均温度最高降低223 K,单位面积最大可输出电能平均优化率达63.51%;采用所提优化算法,月面光伏板单位面积最大可输出电能随着纬度升高呈现上升趋势,但在极点附近急剧下降,并在约85°达到峰值.