板管-铝槽式水冷PV/T集热器优化设计与研究

设计了一种板管-铝槽式结构的太阳能光热光电一体化系统(PV/T),通过数值模拟的方法,获得水流量、管间距、保温层厚度以及入口水温对出口水温、电效率和热效率的影响规律,最终得出该PV/T系统的优化设计方案为:水流量20L/h,管间距80mm,入口水温为环境温度(模拟设置为18℃),保温层厚度30mm。并且发现电效率对水流量的敏感度最大,对保温层厚度的敏感度最小,而热效率对保温层厚度的敏感度最大,对入口水温的敏感度最小。该数值模拟优化设计对实际PV/T系统的进一步设计,实验具有重要的参考价值。     

非晶硅太阳能光伏/光热空气集热器性能对比实验研究

文章设计了新型非晶硅太阳能PV/T空气集热器,该空气集热器能够解决传统太阳能PV/T热水器在高温波动情况下,晶硅电池热应力大的问题,同时避免了冬季管道发生霜冻的现象。文章通过实验对比,分析了非晶硅太阳能PV/T空气集热器、单独非晶硅光伏电池和传统太阳能空气集热器的能量效率和[火用]效率的差异。分析结果表明:非晶硅太阳能PV/T空气集热器的平均热效率为45.70%,比传统太阳能空气集热器的平均热效率降低了约25.88%;当空气质量流量增大至0.048 kg/s时,非晶硅太阳能PV/T空气集热器中的非晶硅光伏电池的平均电效率高于单独非晶硅光伏电池,它们的平均电效率分别为4.70%,4.54%;非晶硅太阳能PV/T空气集热器的总[火用]效率高于传统太阳能空气集热器的热[火用]效率和单独非晶硅光伏电池的电[火用]效率,非晶硅太阳能PV/T空气集热器总[火用]效率最大值为7.14%。文章的分析结果为非晶硅太阳能PV/T空气集热器的推广提供了参考。     

太阳能光伏光热一体化PV/T组件的实验研究

为提高太阳能的综合利用效率及光伏组件的可靠性,设计并搭建了空气型太阳能光伏光热PV/T组件的实验测试平台,并对常规PV组件和空气型PV/T组件的转化效率进行了实验测试,测试结果表明:以空气为传热介质的PV/T组件在被动循环情况下,组件的板温下降约8℃,比普通PV组件的电效率提高约0.1%,PV/T组件通风后的热效率在25%左右,综合效率最高可达72%。分析结果可为空气型PV/T组件的结构优化和建筑供暖提供参考。     

管板式PV/T组件结构参数优化

以无玻璃盖板管板式PV/T组件为研究对象,采用Trnsys软件仿真与实验测试相结合的方法,从发电角度确定吸热板厚度、换热管数量及换热管管径;从成本角度提出适用于不同效率组件、不同光资源区域工况下的最佳设计参数。结果表明：换热管管间距、吸热板厚度和换热管内径对管板式PV/T组件发电性能的影响程度依次减小;以实现PV/T发电性能不低于传统PV组件为目标,换热器结构参数建议为吸热板厚度0.4 mm、换热管管径6 mm及换热管管间距不大于99.2 mm;以全生命周期内总投入最低为目标,Ⅱ类光资源地区最佳管间距为70.86 mm,Ⅲ类和Ⅳ类光资源地区的最佳管间距为82.67 mm;优化后PV/T组件的太阳能利用率达到42.75%～48.69%,发电效率比传统PV高1.17%～2.08%。     

一种基于微热管阵列的太阳能PV/T热泵系统能效实验研究

为了提高PV/T装置的太阳能利用效率,文章提出了一种基于微热管阵列的太阳能PV/T热泵系统,并在恒温供热条件下分析了该系统中PV/T收集器的热、电性能和热泵COP的全天变化趋势,最后将PV/T收集器的电性能与单一光伏发电系统进行对比分析。分析结果表明:在测试时间段内,PV/T收集器的平均热效率为38.7%;PV/T收集器的平均电效率为12%,比单一光伏发电系统提升了27.7%;PV/T收集器的光热光电综合平均效率为70.3%;热泵的平均COP为2.7。     

PV/T太阳能光伏光热系统关键参数影响特性研究

利用PV/T太阳能光伏光热系统实验平台针对空气质量流量、太阳辐照强度、环境温度和大气降尘 4种影响系统性能的关键工况参数进行了实验研究。结果表明:在实验设定的流量范围内,PV/T系统的光热和光电效率都随着空气质量流量增大而稳步上升;太阳辐照强度增大时,系统输出电功率随之增大,光热效率变化较小,光电效率有一定程度的降低;环境温度在一定范围内时,系统的输出电功率和集热效率都随着环境温度的增大而增大,而当环境温度超过一定值后,系统的光伏模块受面板温度升高的影响光电转换效率呈下降趋势;随着积尘密度的增大,玻璃盖板的透射率减小,一个月的积尘量会导致系统光电效率和输出电功率分别下降17.84%和18.25%,若以光电效率衰减20%为界限,清洁周期为5周左右。     

新型平板热管式PV/T热泵系统的集热模块优化研究

建立了新型平板热管式PV/T热泵系统的数学模型,通过实验测量得到系统在各工况下运行时的实验数据,并验证了模型的准确性和可靠性.基于验证后的数学模型,对系统的热性能、电性能和热泵系统的性能进行模拟研究.结果 表明,在冬季工况下,系统的日平均热功率、电功率和COP分别为274.5 W、93.5W和2.7.由于冬季室外环境温...     

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。     

V型多通道平板太阳能集热器的热性能研究

提出一种V型多通道平板太阳能集热器,对其建立稳态传热模型,利用Matlab软件编程进行求解,并进行实验测试验证模型的准确性.利用已验证的传热模型,模拟分析V型多通道平板太阳能集热器的结构和物性参数对其热性能的影响,结果表明当透明盖板和吸热体发射率变大时,集热器的集热效率会呈下降趋势;当V型槽顶角、吸热体长度及空气夹层厚...     

无盖板型水冷式PV/T模块光电/光热综合性能实验研究

无盖板PV/T组件相比于盖板式PV/T组件有更高的光电转换效率,在电能输出方面的优势明显。基于此,提出一种无盖板型水冷式PV/T模块,并搭建由光伏对比模块、水冷式PV/T模块以及无冷却水循环的PV/T对比模块构成的实验平台开展对比实验,研究温度、流量对无盖板PV/T模块电、热转换效率的影响。结果表明,在水冷作用下,PV/T模块的光伏组件温度显著降低,与PV/T对比模块相比发电效率提升11.54%;环境平均温度为21.7 ℃、平均辐照度650 W/m²的测试条件下,流量0.12 m³/h时模块的电效率为17.44%,热效率为19.80%,综合效率达到65.69%,考虑到循环泵消耗的电能,表面积1.93 m²的水冷式PV/T模块全天可存储有效能3.72 MJ。     

蓄冷降温式太阳电池组件的实验研究

根据太阳电池温度特性,研究通过工程热物理途径来提高太阳电池光电转换效率的方法,开发出新型蓄冷降温式太阳电池组件,利用夜间大气自然冷量吸收太阳电池热量,降低其工作温度。室外试验于07年10月～08年11月在广州地区进行,测试分析了该组件及对照组平板式太阳电池组件的温度—电能输出及转换效率特性。结果表明:与平板式组件相比,蓄冷降温式太阳电池组件工作温度大大降低,效率相应提高。蓄冷降温式组件最大温降达26.5℃,瞬时电能输出相对提高18%,全天电能输出增长14%以上。     

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.     

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。     

Exergetic optimization of a solar photovoltaic thermal (PV/T) air collector

In this paper, an exergetic optimization has been developed to determine the optimal performance and design parameters of a solar photovoltaic thermal (PV/T) air collector. A detailed energy and exergy analysis has been carried out to calculate the thermal and electrical parameters, exergy components, and exergy efficiency of a typical PV/T air collector. The thermal and electrical parameters of a PV/T air collector include solar cell temperature, back surface temperature, outlet air temperature, open‐circuit voltage, short‐circuit current, maximum power point voltage, maximum power point current, etc. An improved electrical model has been used to estimate the electrical parameters of a PV/T air collector. Furthermore, a new equation for the exergy efficiency of a PV/T air collector has been derived in terms of design and climatic parameters. A computer simulation program has been also developed to calculate the thermal and electrical parameters of a PV/T air collector. The results of numerical simulation are in good agreement with the experimental measurements noted in the previous literature. Moreover, the simulation results obtained in this paper are more precise than the one given by the previous literature, and the new exergy efficiency obtained in this paper is in good agreement with the one given by the previous literature. Finally, exergetic optimization has been carried out under given climatic, operating, and design parameters. The optimized values of inlet air velocity, duct length, and the maximum exergy efficiency have been found. Parametric studies have been also carried out. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

PV新型Trombe墙光电光热性能数值模拟

提出了带有PV的新型Trombe墙结构,建立了二维的光伏玻璃板以及PV-Trombe墙系统的数理模型,获得了系统的温度场、太阳电池的电性能和室内得热。模拟结果表明：根据该文所采用的实测气象数据,在特定的模拟工况下,光伏玻璃板上的光电池部分和无光电池部分的温差最大可达10．58℃；有无PV-Trombe墙房间的温差在3d内最大可达13．22℃；运行7d后每天温度能维持在14℃左右。     

PV/T蒸发屋面传热性能实验研究

提出一种新型的PV/T蒸发屋面被,该屋面除具有防水、美观等基本功能外,还兼作PV/T热泵系统的蒸发器,集发电、制热于一体.通过实验,详细分析夏季工况下PV/T屋面各层的温度分布、空腔中流体的流动特性,并探讨PV/T屋面的设置对建筑外表面温度及建筑得热量的影响.结果表明;夏季热泵系统运行时,PV/T屋面系统中腔体内流体被...     

Advancement in solar photovoltaic/thermal (PV/T) hybrid collector technology

This article presents an overview on the research and development and application aspects for the hybrid photovoltaic/thermal (PV/T) collector systems. A major research and development work on the photovoltaic/thermal (PVT) hybrid technology has been done since last 30 years. Different types of solar thermal collector and new materials for PV cells have been developed for efficient solar energy utilization. The solar energy conversion into electricity and heat with a single device (called hybrid photovoltaic thermal (PV/T) collector) is a good advancement for future energy demand. This review presents the trend of research and development of technological advancement in photovoltaic thermal (PV/T) solar collectors and its useful applications like as solar heating, water desalination, solar greenhouse, solar still, photovoltaic-thermal solar heat pump/air-conditioning system, building integrated photovoltaic/thermal (BIPVT) and solar power co-generation.