日本宮崎大學的研究人員發(fā)表了一份關于可重復測試和協議進展的報告，這些測試和協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)的標準計算通常依賴于簡化的假設，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，這些假設并不能準確反映現實世界的情況。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對新協議進行了初步測試和驗證，并根據商定的協議使用相同的校準數據進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 VIPV 產品的精確模型和測量，至少需要解決八個關鍵差異。例如，使用包含 3D 旋轉的局部坐標系，捕捉車門、引擎蓋、保險杠和后擋風玻璃的陰影區(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，而不是朗巴曲線，并且使用單位元素矢量表達的微分幾何描述，而不是光伏板角度的余弦損失。

Araki 總結了一些差異。“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行分析，“這與假設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行中。此外，還計劃開展其他項目，以應對為農用光伏、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)。