一种新型PV/T复合系统电、热性能对比研究

为提高光伏光热一体化系统(PV/T)能量输出,将新型铝合金背板型光伏组件和自行设计制作的不锈钢扁盒流道集热板相结合,用导热硅胶加以粘接构成新型PV/T复合系统.将新型PV/T复合系统、常规TPT背板光伏组件、常规平板集热器至于同于工况下进行测试,测试结果表明,与TPT光伏组件相比,新型PV/T系统的电压约提升了0.5～1.5V,电转换效率、填充因子、输出功率及发电量平均提高了9.76％、1.49％、3.75％、4.02％.而复合系统热效率比常规平板集热器约低22％左右.相对于常规TPT光伏系统或自然循环平板集热器热水系统,新型PV/T系统有发电量高、占地面积小、综合性能效率高等优点.     

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。     

光伏电池覆盖率对光电光热系统性能的影响

制作了一套直接将透明光伏组件与平板集热器耦合为一体的PV/T复合系统,并就电池覆盖率不同的PV/T系统进行了热、电性能研究,其结果表明电池覆盖率为0.33的PV/T系统较为理想,达到国家标准《家用太阳热水系统热性能实验方法》要求,该种系统的设计能为今后PV/T复合系统的设计、生产提供参考。     

新型光电光热系统的封装工艺及经济性研究

用一种热阻小、散热快的5052型铝合金代替常规光伏组件背板材料,将这种背板材料的光伏组件与不锈钢扁合流道用导热硅胶粘接成新型光伏光热一体化(PV/T)系统,并对该系统封装工艺及环境效益进行了探讨。此外,比较分析了新型PV/T系统、独立光伏系统及独立平板集热器的经济性,得出新型PV/T系统在投资上较其它两个系统具有费用少、占地面积减半、回收年限介于二者之间等优势,能为今后PV/T系统规模化生产及市场推广提供一定参考。     

太阳能电热联产技术研究综述

该文综述了目前电热联产系统(photovoltaic/thermal，PV/T)的研究现状。系统地比较了目前的研究进展，首先概述了PV/T系统的发展，总结了各类(气冷式和水冷式，平板式和聚光式)PV/T系统的结构特点，分析比较了各类PV/T系统的性能。为分析PV/T系统效率，详细介绍了PV/T系统效率的试验测试方法和基于辐射传递模型和热平衡模型的理论计算方法。同时分析了目前的研究热点：与建筑一体化的PV/T系统及聚光PV/T系统。最后，结合各类PV/T系统特点，概述了目前PV/T系统的优点和存在的主要问题。     

基于热电耦合模型的光伏组件功率模拟

光伏组件输出功率会受到环境因素的影响,针对评估光伏组件发电功率问题,提出了基于热电耦合的光伏组件功率计算模型。构建基于等效热阻的非稳态热学模型来计算组件工作温度,并与光伏电池双二极管电学模型耦合来模拟光伏组件的输出功率。为了评估模型的可靠性,分别对电学模型与热学模型进行验证,并选取一年中三种不同天气下组件输出功率数据与耦合模型模拟值比较。结果显示在不同天气下热电耦合模型模拟结果与实验数据误差较小,所提出模型具有较好的通用性和准确性。     

采用热管冷却技术的太阳能光伏电–热一体化系统性能分析

太阳能光伏电–热（photovoltaic-thermal,PV-T）一体化系统将光伏组件与太阳能热利用系统组合在一起,具有较高的太阳能综合利用效率。针对热管具有高效传热和均温性能的特点,提出一种采用热管冷却技术的太阳能光伏电-热一体化系统;基于光伏电池板传热过程特点及换热器的传热有效度——传热单元数（ε-NTU）法,对热管式PV-T系统的电池板温度、冷却流体出口温度以及系统电效率和热效率等热电转换性能进行了理论分析和计算。结果表明,热管式PV-T系统的电池温度变化幅度在2.5℃以内,系统电效率和热效率分别达到6.99%～7.46%和51.0%～63.2%。该文提出的理论方法为研究热管式PV-T系统热电转换性能提供了一种新的途径,可用来分析和讨论相关参数对热管式PV-T系统性能的影响。     

新型PV/T太阳能利用复合系统的实验研究

为提高PV/T系统太阳能利用率,同时获得可利用的热水和电力,将铝合金背板型单晶硅光伏组件和自行设计制作的不锈钢扁盒式集热板相结合,用导热硅胶加以粘接制成新型光伏光热一体化(PV/T)复合系统,该系统实现了光伏组件与集热板之间良好的粘接性、绝缘性和热传导,并在昆明地区对系统进行测试,分析了系统在不同水箱水容量及不同天气工况下运行的光电光热性能。结果表明,系统在75kg水箱水容量(m)晴天工况下运行效率更高,系统的平均电效率、热效率、综合效率及综合性能效率分别在14%、37%、51%、70.72%左右,与系统在50kg水箱水容量晴天或75kg水箱水容量多云工况下运行相比,综合性能效率约提高了11.86%或2.09%。与独立的光热或光伏系统相比,具有占地面积小、太阳能利用率高、更经济等优势。     

聚光和冷却条件下砷化镓电池特性研究

为了能够更有效地提高太阳能综合利用效率,首先建立了在聚光条件下能够反映砷化镓光伏电池热、电特性的模型,然后利用该模型对电池的输出特性进行计算,根据计算结果分析了传热过程中的冷却热阻对电池温度、光学转换效率以及电能输出功率的影响。实验研究了砷化镓电池阵列的I-U曲线、填充因子FF以及转换效率h随聚光比的改变而改变的变化情况;同时也从实验角度探讨了电池工作温度对FF、h和最大输出功率Pm的影响。该研究为聚光和冷却条件下的光伏电池热电联供PV/T系统的设计与优化提供了依据。     

太阳能光伏光热一体化技术的研究及应用

太阳能光伏光热一体化系统既可以产生电能又可以回收热能。介绍了传统太阳能光伏电池热利用(PV/T)系统及新型PV/T系统的基本形式,分析了不同PV/T系统的特征。指出了太阳能光伏光热建筑一体化技术不仅能获取电能和热能,还可以有效利用所获取的能量,具有良好的应用前景。     

太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究进展

介绍了4种模式的太阳能光伏光热(PV/T)系统:空气冷却型PV/T系统、水冷PV/T系统、热管PV/T系统和光伏—太阳能辅助热泵(PV-SAHP)系统的构造及应用,分析了各自的优势与不足,并预测了PV/T系统的发展趋势。研究表明太阳能光伏光热建筑一体化,可以真正实现建筑的节能。     

Moment performance of photovoltaic/thermal hybrid panel (numerical analysis and exergetic evaluation)

A photovoltaic/thermal hybrid panel (PV/T) is a high‐efficiency energy converter which supplies electrical energy and thermal energy from solar energy. In this paper, we report characteristics of two PV/T types under various environmental conditions and fluid flow rates, using numerical analysis. We found photovoltaic efficiencies to be 9.61% for PV/T_A and 10.56% for PV/T_B at T _c = 25 °C; thermal ones were 52.11% for PV/T_A and 40.14% for PV/T_B at T_f = 40 °C, I_rr = 800 W/m². From these results, we propose some design points to construct the optimum structure of PV/T. Next, we adopted exergetic evaluation to study electrical energy and thermal energy quantitatively. As a result, we could confirm the existence of flow rate maximizing the total efficiency (optimum flow rate) on some environmental condition, and could define the optimum operating condition. Moreover, we compare exergetic efficiencies on optimum operating conditions (maximum exergetic efficiency) under various environmental conditions with PV, PV/T_A, and PV/T_B. A rise of maximum exergetic efficiency with increasing irradiance yielded –3.6%/kW ⋅ m^–2, +3.6%/kW ⋅ m², and +1.4%/kW ⋅ m², respectively. Nevertheless, we could confirm a hybridizing advantage of high irradiance. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(2): 43–51, 2000     

太阳电池光伏光热一体化系统的性能研究

为了提高太阳能的综合利用效率,同时获取电能和热能,将铜管换热器加装在太阳电池板背,构成太阳电池光伏光热(PV/T)一体化系统。采取对比实验法在呼和浩特地区对太阳电池板进行光伏光热性能测试。实验结果表明,在相同的太阳辐照度和环境温度条件下,装有铜管换热器的单块太阳电池的输出功率比普通单块太阳电池实际输出功率提高近17%。     

光伏组件输出电气特性研究及在线预测方法

以光伏组件的传热机理分析为基础,从传热学的角度建立了一种光伏组件的一维热模型。该模型同时考虑了光照辐射、环境温度与风速等气象因素,可实现对太阳能电池温度的在线预测,其有效性得到了实验结果验证。针对传统的光伏组件输出特性评估中仅考虑光照度与环境温度、不计及风速影响的缺陷,提出了基于热模型的精确在线评估方法。该方法为光伏电站的建站选址、改造设计提供理论依据,同时有助于光伏组件的运行状态监测与故障诊断。     

基于支持向量机的局部阴影条件下光伏阵列建模

由于周围高大建筑物、树木等的遮挡,光伏阵列经常处在局部阴影中.而光伏阵列是光伏发电系统的关键部分,其电气特性容易受到光伏电池温度、太阳光辐射强度和负载阻抗等因素的影响.为了能够获得光伏阵列最大输出功率,建立其电气特性模型尤为重要.本文首先基于光伏阵列的工作原理,提出了一种快速建立局部阴影下光伏阵列数学模型的方法.然后,...     

太阳能光伏并网发展趋势与投资成本分析

在当今各种因二次石油危机而被激活的新能源之中,太阳能光伏发电因其资源的无限性,普遍性和使用的便捷性,在艰难的成长环境中脱颖而出,现在已成为未来替代能源的希望之星.太阳能光伏并网发电,即利用建筑屋顶、墙体或空旷场地等铺设太阳电池方阵,并通过控制器、逆变器、变压器与电网相连.使太阳电池方阵与电网并联向用户供电.主要介绍了太阳能光伏并网发电国内外发展形势与政策,并以北京拟建的1 MW太阳能光伏并网系统为例,分析了光伏并网项目的经济、社会与环境效益.     

计及综合需求响应的电-热综合能源系统分布式光伏最大接入容量评估

为提高综合能源系统分布式光伏的接入容量,考虑电、热多元综合需求响应,建立了电-热综合能源系统对分布式光伏的最大接入容量评估模型。首先,建立电-热综合能源系统的稳态数学模型。然后,基于价格型需求响应、激励型需求响应与弹性热负荷响应,建立了包含电力与热力负荷的综合需求响应的模型。最后,以分布式光伏接入容量最大为目标函数,建立了综合能源系统的接入能力评估模型,并通过松弛技术将问题转化为混合整数二阶锥规划问题。IEEE-33与百利岛33节点耦合系统的算例证明了所提方法的有效性。     

基于玻尔兹曼函数的光伏MPPT系统研究

光伏发电系统的效率很大程度上决定于其最大功率点的跟踪。介绍了光伏电池电路模型,在Matlab/Simulink环境下对光伏电池的电气特性进行了仿真,分析了光伏电池最大功率点跟踪控制原理,利用玻尔兹曼函数自适应算法,设计了一基于三重Boost电路的最大功率点跟踪系统,并进行了仿真和实验研究;仿真和实验结果证明所设计的方法是可行的。