[发明专利]飞行状态对太阳能飞机中光伏电池性能影响的预测方法

权利要求书

1.一种飞行状态对太阳能飞机中光伏电池性能影响的预测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，

(1)预测太阳能飞机所在区域、某飞行高度下的太阳辐射强度：

G＝G₀D_zsin(A) (1)

式(1)中G₀为大气层外太阳辐射强度，1353W/m²；D_z为大气通透率，与飞行高度相关；A是以太阳能飞机机翼光伏组件为平面的太阳高度角，与飞行区域相关；

(2)根据飞行速度、大气温度、电池的吸收率、电池热辐射发射率、有效天空温度、对流换热系数和热平衡原理，获得的光伏电池表面温度的模型如下：

式(2)中α为电池的吸收率，取0.92；ε为电池热辐射发射率，取0.85；σ为玻尔兹曼常数，σ＝5.67×10^-8(m²/K⁴)；T_sky为有效天空温度；h为对流换热系数，与飞行速度相关；T_atm为不同高度对应的大气温度，由飞行高度决定；NOCT为光伏电池的标准工作温度25℃；

(3)步骤(2)中的η为光伏电池的光电转换效率：

η＝[l+(T-25)α_η]η^STC (3)

式(3)中，α_η为温度修正系数，-0.38％；η^STC为标准状态下的电池转换效率，标准状态为1000W/m²,2.5AM,25℃，为0.19；

(4)将上述操作结合起来，可获得不同飞行状态对应的η和G，根据模型P_solar＝η·G·S，当S光伏电池面积固定，可预测飞行状态对飞机中光伏电池性能的影响。

2.根据权利要求1所述的飞行状态对太阳能飞机中光伏电池性能影响的预测方法，其特征在于：式(2)中T_a为所在区域的地表温度，与飞行区域相关。

3.根据权利要求1所述的飞行状态对太阳能飞机中光伏电池性能影响的预测方法，其特征在于：所述步骤(2)中，光伏电池表面温度的热交换数学模型，与其多种飞行状态相关。