沙地环境中菲涅尔式高聚光光伏（HCPV）/热电联产（T）系统的自然污染效应与多时段热电预测

《Applied Sciences》：Natural-Soiling Effects and Multi-Horizon Thermoelectric Forecasting of a Fresnel HCPV/T System in a Sandy Environment

　　

摘要

在沙质环境中运行的菲涅尔高浓度光伏/热能（HCPV/T）系统容易受到自然污垢的影响，这会降低集光效率，并改变系统的电气和热能性能。研究人员进行了为期28天的自然污垢影响对比测试，并开发了一个SD-CNN-BiLSTM-Attention模型，用于预测电池中心温度和电力在5分钟、10分钟和20分钟后的变化情况。当表面污垢密度为10.760克/平方米时，与同时运行的干净参考单元相比，电流和电力分别降低了38.37%和39.28%；电池中心温度和水箱温度分别上升了7.74%和15.13%。虽然测量不确定性较大，但热功率也呈现出整体下降的趋势。在分组交叉验证下，5分钟、10分钟和20分钟时的温度RMSE分别为0.473°C、0.515°C和0.555°C，相对于“Persistence”模型分别降低了8.34%、21.68%和44.07%；电力RMSE分别为0.661W、0.618W和0.640W，在20分钟时相对于“Persistence”模型降低了18.24%。消融分析显示，在5分钟和10分钟时表面污垢密度的影响有限，但在20分钟时影响较为明显。这些结果有助于对沙质环境中菲涅尔HCPV/T系统的电气和热性能进行评估以及短期运行预测。