基于天空辐射冷却系统的光伏组件降温研究

在南北向相邻两排光伏组件之间,背阳设置天空辐射冷却模块,不仅可有效利用屋顶面积,还可提升辐射冷却性能。辐射冷却模块产生的冷量通过水系统作用于光伏组件背面的换热模块,对光伏组件进行降温,提升光伏发电效率,延长使用寿命。实验结果表明：该系统在夏季和秋季可分别使光伏组件日平均温度降低13.6℃和10.6℃,发电效率可分别提升1.21%和0.96%。     

屋顶计划催生光伏瓦

1前言 自从“屋顶计划”在美、德、日等国家实施以来，光伏产业在其政府政策强力推动下得到了迅速发展，屋顶发电的潜力凸现，商机无限。然而，标准光伏组件（无论是尺寸还是容量规格）并不适合安装在形式各异的普通屋面上，于是随着光伏建筑一体化（BIPV）理念的提出，一种光伏发电与建筑相结合的新产品——光伏瓦应运而生。理想的光伏瓦应满足以下条件：（a）适合普通屋顶的施工包括安装方法简易以及容易与屋顶融合为一体；（b）发电及与普通瓦片一样的建筑功能。     

太阳能建材技术的研究与开发(Ⅰ) --光伏屋顶热性能的调查

为了对综合利用生态能源技术进行研究和发展,上海交大太阳能研究所建造了JD-01号生态能源房.根据在大规模应用中节省建材和施工费及追求建筑美观的意图出发,实验性地开发了太阳能屋顶一体化技术.为了调查太阳电池组件作为建筑模块使用时其背面温度的上升规律及对太阳电池性能的影响,供今后设计类似系统时参考,实际测定和讨论了太阳电池背面温度与太阳辐照度、环境温度的关系,结果表明有自然通风通道的光伏屋顶的温度特性与支架布置型太阳电池方阵基本相同.     

太阳能建材技术的研究与开发（I）——光伏屋顶热性能的调查

为了对综合利用生态能源技术进行研究和发展，上海交大太阳能研究所建造了JD—01号生态能源房。根据在大规模应用中节省建材和施工费及追求建筑美观的意图出发，实验性地开发了太阳能屋顶一体化技术。为了调查太阳电池组件作为建筑模块使用时其背面温度的上升规律及对太阳电池性能的影响，供今后设计类似系统时参考，实际测定和讨论了太阳电池背面温度与太阳辐照度、环境温度的关系，结果表明有自然通风通道的光伏屋顶的温度特性与支架布置型太阳电池方阵基本相同。     

光伏组件横向和竖向布置技术经济对比分析

为分析光伏组件在横向和竖向布置条件下的技术经济差异,文章以1 MWp光伏发电单元为研究对象,结合内蒙古苏尼特右旗光伏一期10 MWp发电项目的光伏组件设备参数和水文地质条件,分别建立了光伏组件横向和竖向布置发电模型与支撑结构模型,并分析了两种布置方式在总体经济指标上的差异。结果表明,对于平坦地区光伏电站,光伏组件采用竖向布置在经济性上略优于横向布置,但二者相差无几。然而,对于山地、屋顶、分布式光伏电站,因光伏阵列间距较小引起遮挡严重时光伏组件的布置,则需要专题分析。     

新型一体化通风光伏屋顶结构优化和节能潜力研究

该文提出一种新型一体化通风光伏屋顶。为优化该屋顶结构,建立该光伏屋顶的CFD模型,并通过实验验证模型的准确性。基于该CFD模型,探究散热通道高度H和组件间距D对光伏屋顶温度分布的影响。结果表明,增加H和D强化了光伏屋顶散热,有效提高了组件发电效率。综合考虑散热效果和结构可靠性等因素,该光伏屋顶的优化结构参数为H=50 mm,D=100 mm。进一步采用EnergyPlus模拟该光伏屋顶的传热特性和光伏产能特性。结果表明,在西安地区,与普通屋顶相比,新型光伏屋顶夏季得热量和冬季热损失分别降低了48.0%和27.1%,全年建筑节能潜力高达198.0 kWh/m²。     

建筑节能与光伏屋顶通风腔的仿真与分析

在光伏建筑一体化中,带通风腔的光伏组件主要通过对流和辐射换热向外界进行散热,通风腔的设计不仅影响着组件的温度,而且影响着屋面的热工性能。为此,对带通风腔的光伏屋面进行理论分析和仿真模拟,提出最优方案,使得通风腔光伏建筑更具节能效果和经济性,加快光伏建筑工程化应用。     

“整县推进”模式下屋顶分布式光伏发电项目的典型设计方案和设计要点探讨

“整县推进”屋顶分布式光伏开发模式下,屋顶分布式光伏发电设计方案中的光伏组件、逆变器的选择及布置形式,接入电网模式的选择是关键。首先介绍了“整县推进”模式下屋顶分布式光伏发电的4种典型应用场景,并详细阐述了建设场址选择原则、主要设备的选型原则、发电量分析原则、接入电网设计原则,以及智慧光伏运维方案;然后结合实际工程中的设计实践,总结了屋顶分布式光伏发电项目设计要点,给出了整套设计方案,以期助力屋顶分布式光伏发电的大力发展。     

光伏建筑一体化应用技术与案例

依托京沪高铁南京南站屋顶光伏并网示范应用工程,从优化光伏系统效率、满足建筑外形美观和功能实用要求的角度出发,提出了一种全年任意时刻、任意区域阴影分析方法和最大辐射量可视化分析的设计方法;采用新算法实现对双峰局部最大功率点跟踪,实时跟踪环境变化获得最大能量;提出了组件选型布置的整体优化策略,通过转接件对直立锁边屋面进行固定,提高屋面防水性能,简化工序并节省成本。此外,采用节能效果显著的非晶合金接入系统进一步保证了建筑光伏并网系统的绿色节能理念。     

沈阳地区带有冷却装置的太阳能光伏板布置方式分析

文中提出太阳能光电-光热系统型式,将太阳能光伏发电技术与太阳能集热冷却技术相结合,在提高光电转换效率的同时输出部分可利用的生活热能,也弥补了传统的太阳能利用方面存在的诸多不足。建立光伏-太阳能集热板模型,比较分析与地面垂直布置于建筑南立面和倾斜42°布置于屋顶的2种单块光伏-太阳能集热板布置方式的全年运行结果,定量比较2种布置方式的光伏转换效率和平均功率,结合实际应用从而选择最优布置方式,结果表明垂直布置于南立面更合适。     

高原高寒地区光伏组件背板冷却对输出功率影响的实验研究

针对光伏组件表面温度影响光伏电站出力的技术难题,以2行4列的光伏阵列为例,在拉萨搭建光伏阵列输出功率实验测试平台,采用液冷方式在背板铺设冷却循环管道构建背板冷却系统,并基于冷却系统的连续运行（实验Ⅰ）、先停后启（实验Ⅱ）、先启后停（实验Ⅲ）3种运行工况,分别进行光伏组件有无背板冷却的对比实验,探究高原高寒地区组件表面温度对光伏阵列输出功率的影响规律。研究表明：采用背板冷却技术降低光伏组件的表面温度,可有效提升光伏阵列的输出功率,在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中光伏阵列输出功率分别提升了1.4%、1.3%、1.0%;光伏组件采用背板冷却技术时,冷却介质循环泵耗功高于光伏阵列提升的输出功率,但在高原高寒地区可回收利用冷却介质吸热量,加热生活用水,可使采用背板冷却的光伏阵列综合效益提高。     

Theoretical and operational thermal performance of a ‘wet’ crystalline silicon PV module under Jamaican conditions

This paper presents the results of the impact of a gravity-fed cooling technique applied to a photovoltaic module. The experiment shows that the technique increases the power output of the module by reversing the negative effects of elevated cell temperature on open circuit voltage, and this without the use of a circulating pump. The cooling technique employs the hydraulic head of water from an upstream source as the driving force that passes water over the back of the module, and this keeps the module temperature constant. The experimental results and the results of mathematical model on which it is predicated on are in very close agreement.     

太阳能电池与热泵热水器联合运行系统性能分析

为了降低太阳能光伏电池的温度,同时提升热泵热水器的蒸发温度,利用循环水路冷却太阳能光伏电池,并将热量传递给热泵热水器的蒸发器,构成联合运行系统。针对杭州市的夏季和冬季气象条件,对该联合运行系统的性能进行了计算,分析了对应不同太阳能电池温度下的系统运行参数的变化情况,包括太阳能电池发电效率和所需换热量,热泵热水器的制热量以及热泵效率等。计算结果表明,该联合运行系统能够同时提高太阳能电池光伏转换效率和热泵效率。     

一种多功能光伏发电系统的可行性研究

通过在光伏组件的背面连接了一个热电转换模块,形成一个光伏一热电混合模块,从而将光伏组件工作过程中产生的废热转换成电能的同时又降低了光伏组件的温度,进而提高了光电转换效率。将光伏一热电模块与百叶有效结合,从而实现了室内采光、通风及节约空间等多种功能。同时,为了提高光伏组件的入射太阳辐射,引入了可调节的抛物型双面聚焦板,减少了太阳能电池板的面积,从而减少了太阳能发电的成本。     

Multi stage flash desalination plant with brine-feed mixing and cooling

Improving the performance of Multi Stage Flash (MSF) desalination plants is a major objective in the seawater desalination industry. Fresh water production rates from MSF plants depend on the evaporation range defined as the difference between the top brine temperature (TBT) and the bottom stage temperature. Lowering the temperature of the plant bottom stage elongates the evaporation range and increases the yield. A modified multi stage flash plant with brine mixing and cooling (MSF-MC) is presented in this paper. Part of the brine leaving the plant is mixed with fresh seawater feed then cooled to low temperature before it enters the bottom stage feed heater. This MSF-MC features several advantages such as expanded evaporation range at the conventional TBT levels, reduced feed pumping power, moderate levels of chemical treatment requirements and fixed fresh water production rates independent of seasonal seawater conditions. Operating with low feed mass fraction minimizes the cooling load and reduces the cooler size. An improvement in the yield by 1.18%-1.4% for every 1 °C reduction in the plant bottom temperature can be achieved with MSF-MC compared to conventional MSF systems.     

夏季大空间屋顶节能喷淋器的实验研究

针对大空间建筑模型进行喷淋效果实验,通过实验得到以下结论:由于Low-E玻璃材料在夏季具有较强的温室效应,未喷淋时,屋顶内表面平均温度为56.8℃,与环境平均温差为21.9℃,增加了空调的能耗。彩钢板屋顶具有较好的保温性能,未喷淋时,屋顶内表面平均温度为40.6℃,模型内部空间平均温度为38.9℃,该温度远低于Low-E玻璃模型温度,能耗比Low-E玻璃模型小。喷淋时,Low-E内层温度比外层温度低约5.4℃;彩钢板内外层温度在喷淋时两者相差不大,仅为0.5℃,喷淋对Low-E玻璃屋顶空调节能意义明显。     

Thermal recovery effect on light-induced degradation of amorphous silicon solar module under the sunlight

The thermal recovery effect from the light-induced degradation under the sunlight is experimentally investigated on the amorphous silicon photovoltaic module (a-Si PV module) for installing directly to the roof flames of wooden houses. To enhance the recovery effect, the heat-insulating material is attached to the back side of the module for increasing the module temperature under the sunlight: the heat-insulated module.The generated power from the heat-insulated module is compared with that from the normal module (without the heat-insulating material) for 2 yr, and it has been cleared that the generated power normalized at 25°C from the heat-insulated module is approximately 7.3% higher than that from the normal one with the average temperature increase of 4.2°C under the sunlight.     

双面光伏组件发电性能影响因素理论与实验研究

基于视角系数模型,理论计算与实验分析双面光伏组件的背面辐照度分布,根据组件背面的辐照度模型和太阳电池等效电路的单二极管模型,采用I-V曲线叠加法计算其微失配损耗;并提出简化反射光谱模型准确计算反射太阳光谱,以光谱失配因子量化反射光谱对双面组件背面发电性能的影响,结合组件背面辐射视角系数模型,建立双面组件背面功率输出的计...     

Water immersion cooling of PV cells in a high concentration system

Temperature control of solar cells at high concentrations is a key issue. Short-term efficiency drop and long-term degradation should be avoided by effective cooling methods. Liquid immersion cooling eliminates the contact thermal resistance of back cooling and should improve cell performance. A 250X dish concentrator with two-axis tracking was utilized to evaluate a new CPV system using de-ionized water for immersion cooling. Time-dependent temperature distributions of the PV module of high power back point-contact cells were measured, as well as the I-V curves. The cooling capacities of the liquid immersion approach are very favorable. The module temperature can be cooled to 45 °C at a 940 W/m² direct normal irradiance, 17 °C ambient temperature and 30 °C water inlet temperature. The temperature distribution of the module is quite uniform, but the electrical performance of the cell module degrades after a fairly long time immersion in the de-ionized water.