上海建成太阳能复合能量系统

近日,上海交通大学王如竹教授课题组在上海莘庄生态建筑示范楼建立了集太阳能空调、地板辐射呆暖、强化自然通风以及全年热水供应功能于一体的太阳能复合能量系统。王如竹教授课题组承担的2003年度上海市科委重大科技攻关项目“再生能源建筑一体化技术与系统研究”已通过上海市科委组织的结题验收。这套太阳能复合能量系统已经在上海市建筑科学研究院试行1年,一切运行正常。这套系统采用150m2太阳能集热器,可满足460m2使用面积的采暖和空调,还可以使得热压作用下自然通风换气次数达到3次／h,并有能力提供15t生活热水。     

复合储能对提升太阳能利用率的仿真研究

针对太阳能分布式微网输出功率间歇性及不可控性的应用瓶颈,提出了将多种储能形式(储电、储冷、储热等)高效集成应用的多能态复合储能技术,以实现可再生能源供给和用户多样化能源消费需求之间的高效调控。为了确定复合储能系统的容量和功率等级,利用MATLAB等软件建立了太阳能分布式微网系统的数学模型。该模型可通过输入地区和日期对太阳能逐时辐射强度、光伏发电和光热产热的能量进行仿真计算。以广州某宾馆为例,计算了夏季太阳能分布式微网的输出,并与用户多种能源负荷进行了对比分析,为多能态复合储能系统应用提供了数据基础。建立了节能与经济2方面的评价指标,对太阳能分布式微网进行了优化分析,结果表明,利用复合储能在综合提高微网系统节能率的同时,减少了系统的投资回收期。为可再生能源的应用发展提供了有益探索和尝试。     

太阳能海水淡化的新技术发展现状

分析了传统太阳能海水淡化技术效率低下的原因,重点介绍利用增湿—除湿技术或膜蒸馏技术与海水淡化技术结合的新型海水淡化系统,该系统可充分利用太阳能热能实现能量的综合利用;然后介绍了太阳能、风能或其他形式的能量在海水淡化过程中能量的耦合匹配问题及系统设计集成。通过对传统太阳能海水淡化系统和新型海水淡化系统的产水成本和系统性能进行对比可以看出,虽然新型海水淡化技术的成本较高,但在能量综合利用效率和系统性能、稳定性方面有很大优势,具有广阔的发展前景。     

独立光伏发电系统能量管理控制策略

随着能源危机和环境污染问题日益严重,太阳能光伏发电正成为世界关注的热点。提出一种新的太阳能独立光伏发电系统能量管理控制策略。系统由太阳能电池、蓄电池、单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器组成,太阳能电池提供负载稳定工作时所需要的能量,多余或不足的能量由蓄电池来动态调节。系统能量管理的核心是根据太阳能电池和蓄电池的工作状态,控制单向变换器和双向变换器工作在合适的模式,从而使太阳能电池和蓄电池协调工作,确保供电系统高效稳定运行以及快速的动态响应。通过原理样机验证了所提的系统能量管理控制策略的有效性。     

太阳能热水系统防过热解决方案

相比电热水器、燃气热水器而言,太阳能热水系统所接收到的太阳光能量很难控制,导致系统内的水温很难受控。为了防止太阳能热水系统吸收过多的能量而产生系统过热现象,本文分析和研究了太阳能热水系统防过热的几种方案。     

太阳能换热系统的机理建模及研究

研究复合抛物面聚光器(CPC)型太阳能光伏/光热联合利用(PV/T)系统中太阳能换热系统的机理建模问题,针对电池板的初始温度、光照强度以及下层流道流体流量对电池板温度的影响,分别采用分布参数法和集总参数法,根据能量守恒定律对换热系统进行机理建模,最终得到系统的传递函数。利用Matlab对所得函数进行仿真,得到系统的特性曲线,验证了所建模型的可行性和合理性。     

太阳能电池板自动跟踪系统

概述了近些年来太阳能自动跟踪系统的类型、工作方式、控制方式、优势以及存在的问题。指出太阳能自动跟踪系统是光伏系统充分利用太阳能的有效途径,可有效提高太阳能装置的能量转换效率和太阳能的接收效率。     

太阳能热水系统防过热解决方案

相比电热水器、燃气热水器而言,太阳能热水系统所接收到的太阳光能量很难被控制,导致系统内的水温很难受控.为了防止太阳能热水系统吸收过多的能量而产生系统过热现象,本文分析和研究了太阳能热水系统防过热的几种方案.     

扩容蒸发式光煤互补发电系统变辐照特性研究

为避免槽式太阳能集热器内变热流量传热和汽液非均匀分布产生,提出了扩容蒸发式太阳能蒸汽发生系统。采用NASA SSE6.0数据库收集的辐照数据,将扩容蒸发式太阳能直接蒸汽发生系统与燃煤机组互补组成复合发电系统,建立复合发电系统的变工况计算模型,并以600 MW机组为例进行了复合发电系统变辐照情况下的日、月、年热力性能分析。研究结果显示：复合发电系统日发电功率与辐照强度曲线变化趋势类似,各月复合发电系统的发电量呈现出夏季较高的趋势,6月份达到峰值2.95×10⁸ kW·h,集热场效率与其趋势相反,机组热功转换率夏季较高,全年为32%~35%;太阳能平均热功转换效率为22.5%,研究结果可为太阳能与燃煤机组互补发电系统的工程应用提供新的方向和思路。     

金属能源也能发电

做饭烧水要用煤气或电,开汽车要用汽油,取暖供热要用煤,太阳能热水器加热要有太阳光,人的生命活动需要食物。上面说的这些都需要消耗能量,宇宙间从机械运动到生命运动,从物理运动到社会运动,都离不开能量。能量是一个物体或系统在其他物体或系统上做的功,是度量一个物体或系统在另一物体或系统做功(位移)的能力。它的形式是多种多样的,水能、电能、风能、潮汐能、太阳能、     

太阳能电动车混合储能系统的能量管理策略研究

论文提出了一种适用于太阳能电动车的混合动力储能系统方案,给出了该系统的能量管理控制算法,其核心是分配、协调和优化太阳能、蓄电池和超级电容的能量。该系统包含太阳能电池板、boost变换器、蓄电池、超级电容、双向DC／DC变换器和直流无刷电动机。文中提出了一种新的双向DC／DC变换器的控制方法,能够充分利用超级电容的快速充...     

基于多电池组的太阳能供电系统

能量获取技术是输电线路在线监测技术两大关键问题之一。多电池组的太阳能供电系统采用多个电池组作为储能元件,分别对每个电池组进行能量管理,即使某电池异常也不影响系统正常工作,同时采用主-副双太阳能电池板工作模式,现场应用时根据需要配置副太阳能电池板,从而完成电池板选型灵活配置。实验测试表明基于多电池组的太阳能供电系统运行情况良好,满足现场需要。     

不同形式太阳能集热器对吸收式制冷系统运行影响分析

太阳能集热器是太阳能热驱动制冷系统中的关键部件,在系统能量转化和储存利用过程中起到决定性作用。采用动态模拟及多变量优化的方法对不同形式太阳能集热器的吸收式制冷系统进行研究。结果表明:在太阳能资源一般的地区,采用真空管式太阳能集热器的单效吸收式制冷系统和槽式太阳能集热器驱动的双效吸收式制冷系统运行平稳且能耗相对较少;基于优化参数,对不同系统的太阳能保证率、系统性能系数进行比较,真空管型太阳能集热器驱动的单效吸收式制冷系统的太阳能保证率最高,达到39.9%。该结论可以为太阳能集热器在热制冷领域中的应用提供指导。     

半透明钙钛矿电池电/热复合系统仿真分析

钙钛矿太阳电池因其高转换效率、低成本被认为是最有潜力的光伏发电技术。设计了基于半透明钙钛矿电池电/热(PV/CT)复合系统,利用半透明钙钛矿太阳电池(ST-PSCs)实现太阳能高效低成本转化以及主动分频功能;同时,利用真空管集热技术高效回收电池无法利用的能量,实现光热综合利用。建立半透明钙钛矿太阳电池性能仿真模型和集热系统仿真模型。对影响系统性能的电池结构参数、聚光倍数等因素进行仔细分析。结果显示:标准光照条件下(AM1.5),吸收层厚度为200 nm时,半透明钙钛矿电池的平均透过率为42%,太阳能光电转换效率为15.7%,热效率为39.6%,其综合效率可达55%,该系统可大幅提高太阳能综合利用效率。     

一种独立光伏发电系统双向变换器的控制策略

提出一种太阳能独立光伏发电系统.与传统的独立光伏发电系统相比,新系统具有对蓄电池的充放电进行有效控制、保护蓄电池不受损坏、延长蓄电池的使用寿命、充分利用太阳能、实现系统的能量管理等特点.由于双向变换器在该系统中承担了双向输送能量的任务,因此实现系统能量管理的核心是对双向变换器的合理有效控制.通过系统的能流模型分析了其运行原理,详细给出系统双向变换器的双向选通控制策略和延时同步整流控制策略.最后通过一个500W的原理样机验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

太阳能微能源系统最大功率收集性能分析

基于太阳能的微能源系统是解决物联网室外供电问题的有效手段,而目前尚缺乏对其性能的全面对比分析。搭建了五种常用的微型太阳能收集系统,在相同条件下进行了测试,并对其能量收集效率进行了分析。对五种收集系统的电路规模、硬件成本及功耗等关键指标进行了对比。研究发现,虽然最大功率点跟踪是保证太阳能收集效率的必要条件,但不同的最大功率点跟踪电路的能量收集效率差异较大。取决于太阳电池板的参数和所用的电路结构,收集的能量相差5.6%～19.7%。     

立式集热板式太阳能热气流发电系统性能研究

介绍了立式集热板式太阳能热气流发电系统的结构及原理,分析了系统的最大输出功率及最大能量转换率。分析得出,当发电系统中烟囱的高度、宽度及太阳辐射强度增加时,均可使系统的最大输出功率和最大能量转换率增加,其中烟囱高度的影响最为显著,同时环境温度对系统功率也有一定影响。另外,系统规模受高层建筑规模的限制,最大能量转换率比原始结构的太阳能热气流电站小,但可为城市建筑节能提供新思路。     

太阳能热气流发电系统透平发电及其能量损失

对包含蓄热层、透平的太阳能热气流发电系统的流动及传热及发电特性进行数值模拟,建立了太阳能热气流发电系统的流动与传热数学模型,分析了太阳辐射和透平压降对系统透平发电输出功率以及系统各部件能量损失的影响.计算结果表明:当太阳辐射为800 W/m2、透平压降为400 Pa时,系统输出功率可达160 kW;此外,大流量的流体流出烟囱成为造成系统能量损失的主要因素,集热棚顶棚也造成了大量的能量损失.     

HEV车载复合电源系统控制策略优化研究

HEV车载复合电源是将高比功率的超级电容与高比能量的蓄电池复合使用,通过合理的能量管理策略,以提高HEV汽车能源系统性能的技术。在分析车载复合电源系统的结构、功率需求及电源约束条件的基础上,建立了以车辆燃油消耗率和再生制动能量回收率为优化目标函数的能量管理问题数学模型。然后,根据复合电源系统的工作模式设计了基于模糊逻辑的能量管理控制器,利用遗传算法对功率分配因子的隶属度函数参数进行优化。基于ADVISOR的仿真研究表明,与未优化的模糊能量管理策略相比,经过优化的模糊能量管理策略能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,提高了制动能量回收率。     

太阳能与甲烷化学链燃烧耦合的冷热电联产系统

基于物理能与化学能综合梯级利用原理和化石能源与可再生能源互补利用技术,提出了太阳能与甲烷化学链燃烧耦合的分布式冷热电联产系统,实现了能源动力系统与CO_2低能耗分离一体化技术。通过对系统进行热力学分析表明,系统的能量利用率达到67%,?效率可达55%,分别比参比的甲烷直燃型冷热电联产系统高出约7和4个百分点。当太阳能份额约为32%时,系统太阳能热转?效率为24%。针对太阳能作为化学链系统的驱动能源,进行了太阳能辐射强度变化对系统性能影响的研究。研究表明,当太阳能辐射强度由600 W/m2增加到1000 W/m~2时,系统各效率随之增大。此外,通过对新系统与参比系统进行基于能量品位定律的EUD?图像分析,揭示了耦合后的系统性能提高的根本原因。