高层住宅建筑南立面太阳能热水系统水量配比特性研究

利用日均太阳辐射模型与集热器能量输出模型对平板型和真空管型太阳能热水系统水量配比进行建模分析。结果显示,模拟的水量配比与实验测试吻合较好,相对误差在10%以内。基于我国五大气候分区133个城市的气象数据,利用此模型对集热器件与建筑南立面大角度(70°～90°)集成后的太阳能热水系统的水量配比进行模拟计算与分析。为便于工程应用,利用多项式线性回归技术对水量配比与气象参数间的关系进行回归分析与整理。给出各类气候区夏半年和冬半年太阳能热水系统水量配比与气象参数间的回归关系式,为太阳集热器件与建筑南立面大角度集成的水量配比的优化提供方便。     

聚光作用下光伏电池阵列性能分析

Performance of concentrating photovoltaic/thermal system is researched by experiment and simulation calculation. The results show that the I-V curve of the GaAs cell array is better than that of crystal silicon solar cell arrays and the exergy produced by 9.51% electrical efficiency of the GaAs solar cell array can reach 68.93% of the photovoltaic/thermal system. So improving the efficiency of solar cell arrays can introduce more exergy and the system value can be upgraded. At the same time, affecting factors of solar cell arrays such as series resistance, temperature and solar irradiance also have been analyzed. The output performance of a solar cell array with lower series resistance is better and the working temperature has a negative impact on the voltage in concentrating light intensity. The output power has a -20 W/V coefficient and so cooling fluid must be used. Both heat energy and electrical power are then obtained with a solar trough concentrating photovoltaic/thermal system.     

非正南方向太阳集热器面积补偿的理论研究

该文以昆明和北京为例,对我国南北地区分别选用平板型管翼式集热器和圆柱吸热体真空管集热器进行了模拟计算。结果显示,水平面上日均太阳辐射、环境温度、屋顶方位及倾角对集热面积补偿有不同程度的影响;其中,屋顶方位角和倾角是影响集热器处于非正南和正南方向且最佳倾角时采光面积之比A/A0的主要因素。本文的研究成果可为太阳能建筑一体化设计提供部分有价值的参考数据。     

槽式聚光热电联供系统抛物反射面的性能参数分析

分析了跟踪方式和太阳张角对理想槽式抛物面反射镜的影响,给出了几何聚光比、相对口径、能流分布、边界角之间的函数关系式。在理想情况下,边界角δ为44.87°时,槽式聚光器的最大聚光比为212.59,此时相对口径为1.652 m。讨论了北京、上海、昆明等地单轴跟踪在全年不同时刻入射角余弦值的变化规律。采取东-西水平轴跟踪时,入射角余弦值与各地纬度无关;采取南-北水平轴跟踪时,春冬两季每天不同时刻入射角的变化范围较大,夏秋两季的变化范围较小。文章针对不同宽度太阳电池和聚光比对抛物镜面参数进行了设计分析。     

组合跟踪的槽式聚焦集热器太阳辐照量的研究

在建立太阳直射辐射计算模型的基础上，分析了聚先反射抛物面镜面在各种跟踪方式下接受到的瞬时太阳直射辐射量，得出了晴天时昆明各月平均日辐照量的变化图。通过对所得数据度曲线图的比较和研究，获得了聚光反射抛物镜面两种较好的组合跟踪方式，效率分别达到双轴跟踪的98．9％和99．34％。可为太阳能申高温跟踪系统的发展和运用提供新的思路。     

聚光太阳能热电系统的实验研究

利用所设计的2m~2槽式聚光热电联供系统,对晶硅阵列和砷化镓电池阵列进行性能测试实验,结果表明:砷化镓电池阵列的聚光特性优于晶硅电池阵列。优选出一定聚光比作用下性能较好的砷化镓电池阵列建立10m~2槽式太阳能聚光热电系统,实验表明:10m~2系统的电池阵列电效率为23.21%,系统光电效率和光热效率分别为9.88%和49.84%,系统(?)效率为13.48%,比基于槽式聚光加热真空管系统(?)效率高158%,比平板光伏发电系统(?)效率高16%。对采用空间太阳电池阵列的10m~2聚光热电系统性能分析表明,槽式聚光热电联供系统发电成本已与平板的持平,且每年还可提供4838.38MJ热量供用户使用。     

高效平板集热器件吸热面与透明盖板间距优化

为减小高效平板集热器件边框对吸热板的遮光损失,建立了平板型集热器件平均有效吸热面积系数的计算模型.利用此模型对平均有效面积系数随板间距、倾角、纬度的变化进行了详细分析.结果表明,平均有效面积系数随板间距的增大而减小,冬季最明显;倾角小于15°或大于75°对集热器件平均有效面积系数均不利.为便于应用,给出了季均和年均有效面积系数不小于0.90的临界板间距.鉴于对流热损失较小的合理板间距为4～6cm,拟推荐北纬20°、30°、40°、50°使用的平板集热器件最大板间距分别约为5.5、5.0、4.5、4.0cm,相应年均有效面积系数均大于0.90.在设计过程中,可参照该文研究结果,尽量达到对流热损失最小化.     

实用太阳能低温热水地板辐射采暖系统设计

针对我国能源消耗结构带来的环境问题,在现有太阳能资源和低温地板辐射采暖理论基础上,设计了家用小型太阳能低温热水地板辐射采暖系统。介绍了系统结构和工作原理,并以云南香格里拉气象条件为例对所设计的系统进行了实例计算,在采暖代表日,集热器与采暖房间的面积之比约为2:5。此系统具有较好的经济、节能、环保效益,具有良好的推广应用价值。