管板式光伏光热系统性能实验研究

介绍管板式光伏光热模块结构。建立实验系统,进行光伏光热系统性能实验,测试计算系统发电效率、热效率。实验地点为天津,实验时间为2019年12月至次年2月。选取2020年1月某个晴朗日的实测数据进行分析,测试时间为6:40—17:40。太阳辐照度先升高后下降,在午间达到最大,系统发电效率的变化趋势与太阳辐照度变化趋势基本一致。测试时间内,日均系统发电效率为7.8%,最大系统发电效率为11.3%。光伏电池板温度先升高后下降,与太阳辐照度相比,变化有所延后。光伏电池板最高温度为56.9℃,说明循环水对降低光伏电池板温度有一定作用。蓄热水箱温度在16:00左右达到最高(53℃),此后随着太阳辐照度和光伏电池板温度的降低,蓄热水箱温度开始下降。平均系统热效率为31.5%。     

太阳能光伏光热(PV/T)热泵热水系统实验研究

本文搭建了1种间接式基于太阳能光伏光热(PV/T)部件的热泵热水系统应用示范平台,其中PV/T集热器面积为64 m~2。对PV/T热泵系统在不同环境温度和辐照条件下的光电光热性能进行了测试分析,结果表明PV/T部件发电量较之传统光伏组件提高11.0%,PV/T电池温度比较传统光伏组件温度平均降温25.5℃,可以有效缓解较高温度对光伏电池使用寿命的影响。热泵机组平均COP可达4.7。PV/T热泵系统的光伏光热综合效率可达74.4%,在产热发电性能上与传统集热器和光伏组件更有优势。在将3 m~3水从31.0℃加热至51.0℃的过程中,PV/T热泵系统总发电量和耗电量分别为28.0 kW·h和24.5 kW·h,并且夏季晴朗少云条件下,发电功率一直高于用电功率,可以实现离网使用。     

石墨填充式PV/T系统光电光热性能试验

设计制作了一种以高导热材料——石墨为填充介质的新型PV/T结构,并搭建了该PV/T系统的光电光热性能综合试验台,在大连地区对其光电光热性能进行了试验研究。研究结果表明：在天气晴朗的情况下,与普通PV板相比,石墨填充式PV/T系统的输出功率相对提高可达120.67%;系统的瞬时热效率可达28.68%;系统水经过一天的循环,可使水箱温度上升至38℃。     

循环水量对光伏光热系统性能影响的实验研究

搭建光伏光热(PV/T)系统实验台,研究了光伏板温度、循环水箱水温、光电性能、光热性能、综合性能与系统循环水量之间的关系。     

风冷式PV/T空调系统日间冷电联产性能实验研究

提出了一种风冷式PV/T空调系统，对系统在夏季日间的冷电联产性能进行了实验测试，分析了环境因素、运行参数等对系统发电和制冷性能的影响。结果表明：光伏板温度随太阳辐照度的升高而升高，光伏板输出电效率随光伏板温度的升高而降低；太阳辐照度、室外温度和室外风速都对系统制冷性能有影响，其中室外温度对制冷量和COP的影响最大，当室外温度从23.6℃升高到32.8℃时，制冷量增大1.6倍，COP降低38.8%。该风冷式PV/T空调系统在夏季日间具有一定的冷电联产性能，可进一步优化以拓展其使用时间和应用范围。     

新型光伏光热幕墙组件性能特性研究

将微热管阵列技术引入传统光伏幕墙,组成新型光伏光热幕墙组件(Micro Heat Pipe Array-Building Integrated Photovoltaic,MHPA-BIPV/T),再应用到光伏光热系统中。通过实验对新型光伏光热幕墙组件与传统的光伏幕墙组件、透光型PV/T幕墙组件和非透光型PV/T幕墙组件作对比,结果表明新型PV/T幕墙组件比传统PV幕墙组件光电转换效率提升较为显著,其中,透光PV/T组件比透光PV组件的日平均光电转换效率提升了9%,非透光PV/T组件比非透光PV组件的日平均光电转换效率提升了4%;透光PV/T幕墙组件的日平均总效率为51%,非透光PV/T幕墙组件的日平均总效率为46%。     

太阳能光伏光热组件(PV/T)性能评价方法研究

结合对某太阳能光伏光热组件(PV/T)的测试数据,从热力学第一定律、热力学第二定律、发电效率和集热效率的角度对PV/T组件的性能进行了评价,对评价结果进行了分析,给出了PV/T组件性能评价方法。     

新型太阳能光伏—热泵复合建筑供能系统及其性能实验研究

将基于平板微热管阵列技术的新型水冷光伏光热(Photoveltaic-thermal,PV/T)系统与双热源热泵相结合,提出1种新型太阳能光伏—热泵复合建筑供能系统。本文介绍了该复合建筑供能系统的组成、工作原理、运行模式及实验台的设计,并对PV/T系统与双热源热泵联合运行模式进行了实验研究与性能分析。PV/T系统峰值功率为1 170 W,压缩机功率为1HP的系统,在室外环境平均气温为4.0℃,平均辐照度684 W/m2条件下,热泵平均制热COP为2.7,平均发电功率为620.5W,平均发电效率为11.7%,全天(9:00~15:00)发电量为4.39 k Wh,平均集热效率为22.3%,光伏光热综合效率为34.1%。实验结果表明该系统能充分利用太阳能和热泵各自优势,通过能源互补,提高系统综合利用效率,满足建筑所需的多种用能需求,在推广可再生能源利用和建筑节能方面具有重要意义。     

基于光伏辐射板的多功能建筑能源系统性能分析

以2010太阳能十项全能（欧洲赛区）竞赛天津大学参赛作品“Sunflower”太阳房为例,对基于PV／T、太空辐射制冷、自然通风、室内低温差辐射末端、蓄能、多源热泵、微电网控制等技术的多功能建筑能源系统性能进行了分析。通过测试分析得出,该多功能系统具有低成本高效率的特点,可实现电力的年平衡。以辐射板为散热背板的PV／T可被成为光伏辐射板（PV／R）,其相比于同等规格电池,发电效率可提高10％-14％,集热效率可达到45％左右,制冷量为40～80W／m2。     

结合光伏光热组件的双源热泵系统的研究

考虑到太阳能电池板温度升高时其光电转换效率降低,以及水源温度升高时热泵运行效率增加的特点,设计出一套结合光伏光热(PV/T)组件的双源热泵系统。对该系统进行室外实际运行实验,通过实验验证系统是否能够稳定运行,并验证太阳能电池板降温提效的可行性。实验结果表明,该系统运行可靠,且组件电池转换效率与固定倾角的追踪式光伏(TPV)组件相比,提高0.3%左右,能够为下一步研究最优运行方式提供实验数据支持。     

建筑构件化太阳能光伏/光热(PV/T)器件及其在建筑中的应用

太阳能光伏光热一体化器件可在提供电能的同时回收热能,并提高发电效率,系统综合效率高于传统光伏与集热器。本文介绍了不同PV/T系统的结构形式与系统特点,分析了PV/T系统的优势与问题,以及在既有建筑中的一些系统应用案例。指出了建筑构件化太阳能光伏光热建筑一体化技术不仅能获取电能和热能,还可以结合其他系统有效利用所获取电能与热能,具有良好的应用前景。     

新型扁盒肋片式太阳能集热器的数值模拟与实验研究

建立了扁盒肋片式集热器的CFD模型,对集热器内部流体的流动与换热进行了数值模拟。搭建了太阳能光伏光热实验系统,进行了冬季实验测试。模拟结果与实验结果较吻合,验证了模型的可靠性。结果显示:出口温度随入口流量的增大呈曲线形下降,每小时集热量呈线性增长,流速为0.5～0.6 m/s时,温度衰减率为10%左右,每小时集热量增加率为12%左右;出口温度和每小时集热量均随热源温度的升高呈线性升高和增大,整体增长33.33%左右;温度分布呈双曲线形,圆柱肋片处产生对称涡旋;冬季工况下,实测PV/T系统发电效率在10%以下,集热效率为12%左右,水箱温度为25℃左右。     

光伏/光热一体化热电性能的实验研究

以上海市独栋住宅建筑屋顶光伏/光热一体化(PVT)系统为研究对象,对系统运行的集热与发电性能进行了实证研究.通过对系统运行参数的连续监测,实证了系统集热量、集热效率、发电量及发电效率等指标.研究结果表明:系统集热效率为33.72％,发电效率为10.33％,平均一次能源效率为66.74％;同时,由于PVT系统的冷却作用,相比于普通的光伏(PV)系统,PVT电池片温度相对较低,发电效率维持在较高的水平;由于技术限制,其单位功率(发电)成本为15.48元/W,相对于单独的光伏和光热系统,经济成本仍偏高.     

PV/T社区用能一体化热泵热水系统的应用研究

为综合利用太阳能资源,搭建了一种基于太阳能光伏光热(PV/T)部件的PV/T社区用能一体化热泵热水系统,并对该系统在夏季的实际运行特性进行测试,通过研究热效率、电效率和系统性能系数(COP)进一步分析其热力性能。测试结果表明:太阳辐射强度对系统运行的影响较大,室外环境温度及室外风速主要影响系统的散热。测试期间,系统平均电效率约为15.98%,系统平均热效率约为42.3%;热泵COP最高可达6.4,平均值约为4.8;系统COP最高可达3.9,平均值约为3.3。该系统可满足社区公共部分的用电和生活热水需求,具有良好的应用前景。     

水冷型PV/T系统的高效利用与发展现状

在光伏光热系统(PV/T)中为提高其电效率并高效利用低品位热能,近年来对于冷却工质及其工作方式的研究越来越多。其中,水冷式以其方便直接使用、无需二次换热、良好的光学特性和高热容量等优点,受到了广泛的理论研究和实验测试。通过以效率的视角探究光伏覆盖率、背管分布形式等影响流体冷却能力的因素,并结合相变PV/T、PV/T矩阵等PV/T未来发展新趋势,为今后水冷型PV/T系统进一步高效实验提供了研究方向。     

严寒地区PV/T-空气源热泵集成供热系统研究

严寒地区太阳能光伏光热(PV/T)技术应用于空气源热泵供暖系统,能实现低温环境下空气源热泵高效制热,最大限度提高可再生能源利用率。研究分析了空气源热泵供暖系统在严寒地区使用的局限性和普遍存在的问题;根据太阳辐射传热机理和空气传热介质的特点,研制出PV/T-空气源热泵集成供热系统,空气源热泵机组即使在室外空气温度-20℃时,其理论COP值也能达到5.37,提高了严寒地区空气源热泵的制热效率,为今后严寒地区供暖模式提供了一种新的思路。     

不同冷却方式对太阳能光伏组件发电性能分析

目前,对光伏组件(PV组件)和光伏光热组件(PV/T组件)所进行的相关研究都是对单一组件、单一方式进行的研究,缺少不同冷却方式系统性的研究。针对该现状建立铜管水降温PV/T系统与表面水降温PV系统并对其进行实验和理论模拟研究,选择同样材质、同等规格和相同倾角固定的追踪式光伏TPV系统作为参照对象。结果表明,铜管水降温TPV系统和表面水降温PV系统与固定倾角TPV系统相比电池转换效率分别提高0.3%和3%,从而证明表面水降温PV系统不但能定期除尘且具有很好的降温作用,可提高电池转换效率。     

PV/T系统电热性能的实验研究

介绍了PV/T系统组成的原理,针对PV/T系统的电热性能进行了实验研究,并对实验数据进行了处理。计算出了不同参数下该PV/T系统的热效率和电效率,分析了这些参数对系统热效率的影响,以及PV/T模块表面温度对系统电效率的影响。     

BIPV建筑光伏余热直接热利用系统测试分析

BIPV控制中心把空冷型PV/T构件整合到建筑外墙中,实现了太阳能光电光热一体化高效综合利用.本文以此建筑为测试对象,对空冷型PV/T的光伏余热直接热利用系统实际运行效果进行了测试.实验结果表明,与南墙结合的PV/T直接热利用系统效果很好,具有推广应用价值,而东墙和西墙直接热利用系统送风温度较低,经济性一般.     

两种手段提升太阳能新风热利用效率的研究

严寒地区居住建筑面临较为严重的冬季新风不足问题,太阳能新风系统是改善室内空气品质的一种重要手段。研究目的:了解空气流道厚度降低和使用双层玻璃盖板对于提升基础型太阳能新风集热器效率的实际效果。方法:通过搭建太阳能新风集热器实验平台,自制单层、双层玻璃盖板太阳能新风集热器,对比研究空气流道厚度(10mm和30mm)以及不同玻璃盖板层数对集热器效率的影响,并对不同工况下的出口温度和逐时效率进行监测和分析。结果表明:改小集热器空气流道厚度之后平均集热效率上升了10.8%,使用双层玻璃盖板之后平均集热效率上升了7.5%。双层玻璃盖板在低温下能够进一步发挥保温优势,减少了玻璃盖板表面的热损失。结论:减小空气流道厚度,采用双层玻璃盖板具有明显的实际效果,太阳能新风系统具有很好的推广应用潜力。