分频型光伏光热系统中丙二醇基Ag/CoSO4纳米流体的性能研究

为进一步提升光伏光热(PV/T)系统性能,采用丙二醇基Ag/CoSO4纳米流体作为PV/T系统的光谱分频液.利用分光光度计表征不同浓度分频液的光学性能,并通过实验研究其对聚光硅太阳电池电性能的影响,最后理论分析PV/T系统的综合性能.结果表明:丙二醇基Ag/CoSO4纳米流体中CoSO4和银纳米颗粒具有光学协同效应;在...     

太阳能光伏、光热及制冷一体机(上)

从对一般城镇居民用电结构的调查入手,通过对现有太阳能光伏系统能量转化和利用情况进行分析,确立了太阳能光伏、光热利用两条并行主线,提出了"以光变电、制热,用热制冷"的综合解决方案。通过设计新的反射聚光系统、由太阳电池板和集热器组成复合结构的光靶、集成吸收式制冷系统和仿生害羞虫避光式阳光跟踪传感器系统等,最终形成了太阳能光伏、光热和制冷功能一体化集成设计理念,以期通过整个系统的协调运行实现太阳能利用的高效率和经济性。     

太阳能光电-光热综合利用系统

太阳能储量巨大,分布广泛,清洁安全。但太阳能光伏发电存在成本较高和能量转化效率较低的问题。因此本文提出太阳能光电-光热综合利用方式。通过聚光降低成本,通过分频综合利用提高系统效率。在分频利用技术上,寻找具有特定吸收发射特性的纳米流体流经光伏电池上层．吸收光伏电池不能加以利用的部分能量。此外,利用光学薄膜,将光伏电池可利用的波段反射给光伏电池,其余部分的能量透射用以其他形式的能量转换。文章对两种太阳能光电-光热综合利用系统进行了设计和探索。结果表明,通过光电-光热综合利用能够对太阳能利用效率实现有效提升。     

矩阵型聚光光伏光热一体化系统热电性能研究

提出了一种矩阵型聚光光伏光热一体化系统,设计并制作了具有传热效率高等优点的水冷型PV/T接收器;设计了聚光比为13.58的聚光太阳能系统,并建立了实验系统;研究了太阳辐射强度的变化对电池性能的影响,以及太阳辐射强度对聚光系统综合热电性能的影响。实验结果表明:在相同环境和实验条件下,聚光太阳电池输出的最大电功率为65.1 W,对应的光电转换效率为12.1%;非聚光太阳电池输出的最大电功率为8.3 W,对应的光电转换效率为13.4%;而矩阵型聚光光伏光热一体化系统的热电综合效率达到71%。     

基于纳米流体的光伏热联用装置及其理论分析

利用纳米流体对太阳能辐射分频吸收与高效传热的性能,结合太阳能直接吸收(DAC)技术、菲涅尔聚光技术,构建了基于纳米流体的新型聚光太阳能光伏热联用(CPV/T)装置,并建立了装置的物理模型和能量平衡模型。采用计算流体力学方法进行模拟仿真和对比实验,分析了不同流速及流体工质下光伏组件及纳米流体的温度场。研究结果表明:基于纳米流体的CPV/T装置能够充分利用纳米流体辐射分频吸收与高效传热特性,取得对太阳能光伏组件冷却的更好效果,也获得了更高的光热部分流体出口温度;与仅背板冷却的普通光伏热装置相比,流体出口温度有较大幅度的提升,从而提高了光热部分的利用能级。     

抛物面聚光系统双面受热平板接收器热性能研究

为提高太阳能光热转换效率,对同轴非完整型平移抛物面聚光系统进行三维建模,采用蒙特卡洛光线追踪法进行追踪。分别改变接收器和聚光器放置位置,对聚光系统进行优化。通过分析双面受热平板接收器的能量传递及转换过程,建立平板接收器的理论计算模型。对接收器进行热性能计算,分析其热性能的变化规律。研究表明:综合考虑接收器辐射强度均值、辐射热流均匀性、辐射面积等因素的影响,选择将接收器吸热板放置于抛物面轴线远离焦点20~35 mm范围内;环境温度在0~30℃变化时,与单面受热接收器相比,双面受热接收器的热效率提高了8.18%~37.01%。     

聚光型太阳能分频利用系统的光学性能分析

提出一种基于折平板聚光器的光电光热分频利用系统,利用蒙特卡洛法对比分析3种不同结构分频利用系统的光学性能,重点研究集热石英管的几何参数、表面反射率及真空层对透光效率、光斑均匀性的影响。结果表明:先分频后聚光系统与先聚光后分频系统相比,前者具有更高的光斑均匀度与透光效率,但无法获得高品位热能;先聚光后分频系统中集热管形状分别为矩形与半圆形,矩形集热管系统的透光效率较半圆形集热管系统高,而光斑均匀度较半圆形集热管系统低;在石英管内外壁面间布置真空层,透光效率显著降低,能量损失主要由表面反射所引起。     

太阳电池冷却及光伏/光热一体技术的新进展

由于太阳电池光电转换效率随自身温度的升高而下降,因而对太阳电池进行冷却成为当前太阳能光伏研究的一项重要内容;同时,在太阳电池冷却的研究课题当中引申出了光伏与光热相结合(PV/T)的概念,使太阳电池转换而成的热量得以应用,这是新能源产业的一项重要发展趋势.收集并整理了近5年国内外的太阳电池冷却方法和光伏光热一体化研究成果...     

空间薄膜抛物面聚光系统辐射能流密度的研究

结合薄膜聚光器的光学特性,同时考虑空间太阳形状模型、薄膜表面反射误差的概率模型,采用蒙特卡罗光线追迹法计算空间薄膜抛物面聚光系统接收面上辐射能流密度,分析薄膜聚光器的表面反射误差、焦径比、接收器的遮挡作用和接收器的位置对系统接收面上辐射能流密度分布的影响,为空间薄膜聚光系统的参数设计和性能分析提供参考。     

小型菲涅尔式CPV/T集热器光热特性研究

为充分利用建筑屋顶,解决光伏光热一体化(PV/T)集热器光电转换效率的高温减益问题,并提高太阳能综合利用率和集热品位,文章构建了一种基于太阳光谱分频利用技术的光伏/光热模块分离式的小型聚光式PV/T集热器。通过建立其光/电/热理论分析模型及TracePro/Fluent数值仿真模型,以南京地区气象数据为例,综合分析其光/电/热性能,结果表明:该集热器以与安装地纬度等值的倾角南北轴向放置时,其年均光学效率为64.97%,工质出口温度为90℃时的系统光电/光热效率分别为12.47%,40.09%,系统综合热效率达72.91%,且其结构简单、外形轻薄,有望实现与普通建筑的有效结合。     

太阳能光伏／光热集热器设计与性能研究

光伏／光热（PVT）集热器集光伏发电与太阳能低温热利用为一体,通过冷却太阳电池得到低温热量,一方面达到提高电池效率的目的,另一方面可同时回收利用产生的低温热量。PVT集热器可实现较高的综合效率,而且在输出相同的情况下比分离式的太阳电池板和普通太阳集热器占地面积更少,是一种具有前景的新型太阳能利用技术。本文介绍了PVT集热器的概念设计和对其性能的理论和实验研究结果。     

光伏系统

太阳电池是利用光伏效应进行工作的,故亦称它为光伏(PV)器件。由太阳电池组成的太阳电池板、蓄电池和控制电路一起构成太阳光发电系统,或简称光伏系统。单体太阳电池大都用作探测器。     

基于分形换热器的聚光太阳能PV/T一体化系统数值研究

建立基于分形换热器的聚光太阳能光伏光热一体化(PV/T)系统三维物理模型和稳态传热数学模型。采用控制容积法对系统模型进行求解,获得层流状态下不同雷诺数、不同聚光条件下系统内冷却流体的速度场分布、电池温度分布以及系统的电、热性能参数。计算结果表明:在一定范围热电联合效率随雷诺数的增大而增大,随聚光强度增强而增加,随入口温度的降低而增大;太阳电池板表面最大温差随雷诺数增大而减小。     

二次反射聚光分频光伏系统的三维光学模型

建立了考虑太阳张角的抛物槽式二次反射聚光分频光伏系统的三维光学模型,模拟计算了分频器和光伏电池表面入射的能流密度分布情况,结果表明:受分频器对入射光遮拦和抛物槽中心安装光电池的影响分频器表面能流密度分布中心低两边均匀,而光伏电池表面能流密度分布中间高两边低.分析了不同跟踪系统误差对能流密度及集光效率的影响.     

曲面聚光太阳电池组件研究

计算、设计并研制了双球面型和抛物面-双曲面型二次反射聚光器,将其分别与多晶硅太阳电池结合组成聚光光伏系统,在常温下进行聚光试验,与无聚光多晶硅太阳电池相比,输出功率分别提高3.1及2.5倍。结果表明,利用二次曲面反射聚光器的聚光太阳能装置可以提高太阳电池的输出功率;一定程度上克服了太阳光能量的分散性,具有很好的应用前景。     

考虑多变量因素影响的光伏PEM制氢系统建模与分析

针对复杂工况对光伏制氢系统性能产生不确定性的影响,提出考虑多变量因素影响的光伏制氢系统模型,探索辐照度、温度、膜厚、压力等因素对光伏质子交换膜（PEM）制氢系统的影响。系统首先建立考虑辐照度、温度、膜厚、压力等因素影响的光伏-质子交换膜电解槽-氢储罐的光伏制氢模型,之后对系统进行定量计算和定性分析,并依据实际光伏数据进行实验验证。结果表明,在额定功率范围内,太阳电池输出电流和功率随辐照度的增加而增大,随温度的升高而降低。质子交换膜电解槽电压随辐照度、膜厚、压力的增加而增大,随温度的升高而减小。太阳电池输出功率、质子交换膜电解槽电压的变化趋势与辐照度变化趋势具有一致性。最终计算得到太阳电池系统、质子交换膜电解槽系统和总系统效率分别为16.8%、72.2%和12.1%。     

基于Matlab软件SiN_x/Si0_2叠层减反射膜厚度优化的研究

SiN_x/SiO_2叠层膜作为减反射钝化膜在高效太阳电池中具有广泛的应用。本文采用光学导纳特征矩阵法,利用Matlab软件对SiN_x/SiO_2叠层膜的减反射效果进行系统理论研究。首次将AM1.5G光谱、透过叠层膜到达硅片表面光子数作为衡量标准,进行减反射膜的厚度优化研究。结果表明,优化后SiN_x/SiO_2叠层膜厚度为70nm+20nm时,透过叠层膜到达硅片表面光子数最多,达到2.618×10~(17)(1/s·cm~2)。     

双面受热太阳能平板接收器热性能模拟研究

为提高太阳能光热转换效率,建立同轴非完整型平移抛物面聚光系统。分析双面受热平板接收器的能量传递及转换过程,采用热阻网络图的分析方法建立平板接收器的理论计算模型。利用MATLAB 7.0软件编制程序实现了平板接收器的热性能计算。在结构参数、环境参数和进口参数确定的情况下,当吸热板导热系数、厚度和吸热板表面发射率变化时,分析温度、能量及热性能的变化趋势。研究表明：导热系数和吸热板厚度达到一定数值,继续增加对于提高接收器的热性能基本没有太大意义;吸热板表面发射率对热性能影响显著,采用发射率为0.1的选择性涂层可实现能量最大转化;环境温度在0～30 ℃变化时,双面受热比单面受热的热效率提高了8.18%～37.01%。     

简单实用的太阳能电热一体化组件

简要介绍了温度对太阳电池性能的影响和太阳电池散热及光伏光热综合利用模式.研究了水冷扁盒式不锈钢结构和水冷管板式铜铝复合结构的光伏热转换技术及太阳能电热联产一体化(PV/T)组件的设计制造及性能.通过测试对比表明:水冷管板式铜铝复合PV/T组件简单实用,具有推广价值.     

太阳能光电/光热一体化技术及其应用进展研究

太阳能光电/光热一体化系统主要由光伏电池组件和太阳能集热器组成,可同时实现光伏发电和光热利用,从而有效地提高了太阳能的综合利用效率。文章首先从光伏组件和光热部件着手,分析了PV/T系统的结构和各项性能;然后,概述了目前常用的PV/T热水系统性能评估方法;最后,提出了在推广PV/T系统时还须解决的问题。