以水为工质的面板式PV/T系统性能研究

研究一种以水为冷却工质的面板式PV/T系统的性能。搭建实验系统,在户外条件下测量系统的夏季运行参数。对实验数据进行处理和分析,获得PV/T系统的太阳电池发电效率和热效率。实验结果表明:面板式PV/T系统中电池板的温度平均比普通太阳电池板的温度降低10℃以上,可获得较高的光电转换效率;太阳电池板与工质间的温差仅1.2℃。面板式的布置方式有利于在不影响发电效率的条件下提高工质的出口温度,从而达到更高的热效率以及系统综合利用效率。     

复合抛物面聚光太阳能PV/T系统的实验研究

设计并搭建了CPC低倍聚光太阳能PV/T单通道空气系统实验台,对不同工作环境下聚光PV/T系统的热电性能进行了实验研究。实验研究结果显示:在聚光条件下,系统的各表面温度随光照强度的增加而升高,随下部通道入口空气流速的增加而降低。聚光PV/T系统的最大输出功率可达到60W,比对应相同电池面积平板系统最大输出功率高20W。聚光PV/T系统的各效率随光照强度增加而增大,系统的最大电效率为11%,最大热效率为70%,最大火用效率为16%,比单纯发电时最大火用效率提高约5%。实验获得了一批新的有价值的实验数据,为聚光太阳能光伏光热系统的进一步研究提供了依据。     

相变蓄热式PV/T集热器的试验研究

为冷却光伏组件,用定型相变材料填充管板式PV/T集热器,并以无集热器组件和保温材料填充的集热器为参照组,进行了工质(水)温升及对组件冷却效果的试验。试验结果表明:采用相变材料填充的相变蓄热式集热器能明显降低组件温度,并提高了热能利用率,其冷却效果和工质温升均优于保温材料填充式集热器;在流量为30 L/h的开式水冷条件下,相变材料填充式集热器工质(水)的平均温升为5.6℃,平均获得热能702k J/h,组件温度平均降低了6.8℃,理论光电转换效率提高了3.4%;使用相变蓄热式集热器的组件温度变化约滞后于太阳辐射变化2 h,最低效率时刻避开了辐射值最大时刻,全天效率得到提高。     

不同结构PV/T系统散热方式的试验研究

光伏/光热(PV/T)集热器集光伏发电和太阳能低温热利用于一体,既可以提高电池效率,又可以回收和利用低温热能。文章对内置不同冷却结构的PV/T系统和电池板的散热特性进行了对比试验。试验结果表明:回形冷却结构PV/T系统的冷却效果要优于蛇形结构;不同结构PV/T系统的综合效率均大于电池光板的折算综合效率。回形冷却结构的PV/T系统最高综合效率可达40%,而电池板的折算综合效率最高只有14.7%。     

新型平板热管式太阳能PV/T集热系统的性能研究

文章搭建了新型平板热管式太阳能PV/T集热系统实验台,测试了该集热系统的热电性能。此外,建立了该集热系统的数学模型,并将该集热系统的测量结果和模拟结果进行对比分析,以验证该数学模型的准确性。最后,在相近的测试条件下,对新型平板热管式太阳能PV/T集热系统和传统圆形热管式太阳能PV/T集热系统的热电性能进行对比分析。分析结果表明,在相近的测试条件下,与传统圆形热管式太阳能PV/T集热系统相比,新型平板热管式太阳能PV/T集热系统的日平均热效率和日平均电效率分别提升了16.8%和3.5%,总集热量和总发电量分别提升了78.4%和35.5%。     

光伏直驱PV/T双源热泵热水系统性能研究

针对传统太阳能光伏光热PV/T双源热泵存在的热力性能差、能量损耗大等问题,提出一种光伏直驱PV/T双源热泵制热水系统(太阳能+空气源),并对系统进行实验研究。结果表明,在室外平均环境温度27.9℃、平均太阳辐射强度691.1 W/m²的夏天户外实验工况下,系统运行约4 h,将250 L 26.5℃的水加热到目标温度55℃,热泵平均COP为8.83。实验期间,PV/T光伏组件的平均温度比同样工况下的纯参比光伏组件温度降低9.8℃,光电性能相对提高17.53%。     

双流道PV/T集热器冬季运行工况分析及优化

该文建立PV/T集热器非稳态传热数学模型,通过现有实验平台实测数据验证模型可靠性后,对水冷型PV/T集热器以及空气/水双流道PV/T集热器性能进行模拟研究;在此基础上,从运行参数角度对双流道PV/T集热器性能进行运行优化。研究结果表明：在太原地区冬季工况下,当水流量为0.01 kg/s时,增设空气流道后双流道PV/T集热器性能优于水冷型PV/T集热器,集热器综合性能效率提高约0.84%。当空气流量一定时,随着水流量从0.01 kg/s增至0.09 kg/s,双流道PV/T集热器综合性能效率增加约9.22%;当水流量大于0.03 kg/s时,增大空气流量会削弱双流道PV/T集热器综合性能。该文经综合考虑建议太原市在冬季工况下双流道PV/T集热器推荐水流量上限值为0.03 kg/s。     

太阳能PV/T集热系统性能优化研究

水工质太阳能PV/T(光伏/光热)集热技术可实现电热联产,应用潜力巨大,但在电热联产能量转化及系统优化方面的研究不够深入。文章采用验证后的TRNSYS模型,对水工质PV/T(光伏/光热)集热器及系统进行了优化研究。结果表明,在基准工况下,优化后的PV/T集热器发电效率、热效率和总效率相比优化前分别相对提升50.22%,27.47%和32.92%。以PV/T集热系统CO₂排放最低为优化目标,系统存在最佳工质质量流量、最佳温控器设置温差和最佳水箱体积,优化后的系统在杭州应用时,系统年度热效率、电效率和总效率分别为32.41%,18.65%和51.06%,并且该系统无论耦合电加热还是热泵,在CO₂排放或成本上都具有一定竞争性。     

一种新型全铝扁盒式PV/T热水系统

将单晶硅光伏电池与全铝扁盒式太阳能热水器集热板通过特殊工艺粘结起来,制成了一套自然循环式光伏光热一体化(PV/T)系统,在利用太阳能发电的同时提供热水。于04年7月-10月在合肥地区进行了室外实验,测试并讨论了该系统以不同水量和不同初始水温运行时的光电光热性能。结果表明,当m/Ac>80kg/m2时,这种PV/T热水系统的发电效率在10.15%左右,热效率在50%左右,光电光热总效率可以达到60%左右,光电光热综合性能效率可以达到70%左右。相对于单纯的光伏系统或自然循环式太阳能热水系统,这种PV/T热水系统具有占地面积小、综合效率高等优点。     

水冷型PV/T集热器的换热性能研究

光伏/光热(Photovoltaic/Thermal,PV/T)集热器集光伏发电与太阳能低温热利用于一体,可以同时输出电和热,是前景较好的新型太阳能利用技术。文章利用Fluent软件数值模拟了多进多出形式的水冷型PV/T集热器,分析了水的入口温度、流速及辐射强度对光伏电池温度及出口水温的影响。研究显示,在最佳匹配条件下,集热器的光电转化率和光热转化率能得到综合提高。     

有、无玻璃盖板工况对PV/T系统性能的影响

同时参考热力学第二定律和第一定律,以(炯)效率和能量效率作为判据,在一些结构参数和环境参数变化的条件下,对有、无玻璃盖板工况下PV/T系统的综合性能进行了对比分析,并尝试对玻璃盖板在PV/T系统中的应用给出一些建议.     

基于相变材料的双通道PV/T系统性能研究

研究了以水为工质的双通道PV/T系统性能。实验测量水的光学特性,并搭建室内实验台,在实验室条件下对双通道PV/T系统性能进行实验研究。对比研究不同流速和有、无相变材料对系统性能的影响,包括对太阳电池工作温度和系统电、热效率的影响。研究结果表明,双通道PV/T系统可有效降低太阳电池的工作温度;工质流量从100 mL/min增加至300 mL/min,双通道PV/T系统太阳电池平均温度降低1.77 ℃,电、热效率分别增加0.09%和4.11%;相比于电性能,流量的变化对系统的热性能影响更大;采用相变材料的双通道PV/T系统,进一步降低太阳电池的工作温度,提升系统的电热效率,系统可达到更高综合利用效率。     

对光伏热水墙体光电光热性能的数值模拟研究

采用数值模拟的方法动态地分析了光伏热水墙体的光电光热特性,并就系统中电池覆盖率、工作流体质量流率对系统热效率和电力输出的影响进行了研究,得到了系统优化设计的性能参数。     

PV/T电、热联产系统在理想条件下的性能简化分析

对PV／T电、热联产系统的输出性能作了简化分析,对不带玻璃盖板和带玻璃盖板的PV／T系统在一般风速(2m／s)和较大风速(5m／s)两种情况下的输出性能进行了比较。分析表明,虽然不带玻璃盖板的PV／T系统的光伏转换效率要比带玻璃盖板系统的高出10％左右,但对风速为5m／s的情况,其热能输出已微乎其微。分析结果还表明,在两种风速条件下,带玻璃盖板的PV／T系统的可用能(Exergy)转换效率ηΣ,2nd均高于不带玻璃盖板的PV／T系统。     

抛物面聚光太阳能PV/T系统的热电性能分析

建立了带有散热翅片的聚光太阳能PV/T热电联产系统内部传热过程的一维稳态数学模型,对传热过程进行了数值模拟,分析了空气质量流速、入射光强度、聚光比、环境温度、上部通道高度及翅片参数对系统的空气温度、电池板温度及系统热、电效率的影响.结果表明:随着入射光强、聚光比的增加,空气出口温度和电池板温度都会增加,系统热电总效率增加;通过增空气流量可以有效降低电池温度,提高电池的光电转换效率和系统的总能量利用效率;吸热板背面的翅片可以强化通道内空气的传热过程,降低电池板的温度,系统效率可增加约2%;在相同的光照条件下,人口空气温度越低,上部通道越窄,系统热效率越高.研究结果为聚光太阳能PV/T热电联产系统的设计和运行提供了理论依据.     

单抛物反射面聚光光伏系统的性能研究

为了提高常规光伏电池组件利用率,该文采用单抛物反射面建立了聚光光伏系统,并与常规平板系统对比,进行了性能研究.该系统利用控制机构,根据太阳高度角决定单抛物反射面是否立起工作,对太阳辐射低倍率聚光,避免了聚光后辐照度过高,表面温度升高也较小.对比常规平板系统,夏至附近短路电流提高了约12.6%,开路电压提高了约0.5%;冬至附近,短路电流提高了约36.4%,开路电压提高了约1.4%.另一方面,夏至附近不聚光的最高辐照度为842W/m2,冬至附近聚光的最高辐照度为834W/m2,不会损伤光伏电池组件,可采用普通多晶硅光伏电池组件,且不需要冷却系统.研究表明,采用该系统能以较小的成本获得以上受益,发掘了常规光伏电池组件应用潜力,为进一步提高光伏发电系统的性价比提供了方法.     

太阳能光伏光热一体化系统的实验研究

为提高太阳能的利用率同时得到可资利用的热水和电力，将小型贮能式光伏系统与家用平板型太阳能热水器结合起来，把光优电池组件层压在热水器的扁盒式铝合金集热板上，构成一套光优光热(PV／T)一体化系统，并在合肥地区进行了自然循环模式下的光电光热性能测试。实验结果表明，在晴朗或多云的天气条件下实验系统日平均热效率可达40％，日平均发电效率约9．5％，系统综合性能效率多在60％以上，比单独的光伏或热水系统效率有显著提高。     

太阳能电热联用系统研究进展

首先对太阳能电热联用系统的基本组成形式进行了简要介绍,并对不同的电热联用集热器、热能利用 方式进行了对比分析,接着对电热联用的研究方法和发展现状进行了详细说明,并列举了一些电热联用产品和 示范工程,最后指出了电热联用发展中应解决的问题,并对其发展前景进行了展望。     

光伏水泵系统实验研究

简要地介绍了配有定电压式最大功率跟踪器(CTV)的光伏水泵系统实验装置，通过对测试结果的分析计算，得到许多对光伏水泵系统设计有益的结论。