CPV系统中太阳能转换效率分析方法的探讨

太阳能转换效率是评价太阳能系统优劣的重要指标。在聚光光伏系统中,太阳能转换效率受太阳跟踪误差的影响较大。文章分析了太阳跟踪误差与太阳能转换效率之间的关系,提出了基于跟踪误差的太阳能转换效率误差分析法,填补了光伏产业中缺少太阳能转换效率评定标准的空白。文章以北京地区某日全天太阳光照辐射量数据为例,采用了两种经典的太阳位置算法,对文章所提出的误差分析法进行了验证说明。理论分析和验证表明,误差分析法可以作为评价太阳能系统能量转换效率的评定依据。     

太阳能热利用系统能势匹配程度的对比分析

基于太阳能热利用系统,建立能势分析模型,对太阳能聚光过程、光热发电、光热化学等主要环节进行能量分析和能势分析,并对光热发电、光热化学2种技术路线进行对比。结果表明太阳能与吸热工质能势不匹配是太阳能热利用系统效率的关键限制因素,热功转化、热化学过程的不可逆性相对较小。现有太阳能光热、光热化学热利用系统的效率均较低,有较大的提升潜力。     

基于七点法太阳定位器的自动跟踪系统研究

为提高光伏系统的转换效率,基于七点法太阳定位器的结构与原理,分析了其精度,设计了七点法太阳定位器的自动跟踪系统,推导了自动跟踪系统的控制模型和传递函数,并阐明了控制策略.试验结果表明,该自动跟踪系统克服了主动式的误差累积和被动式易受天气影响的缺点,具有跟踪范围广、结构简单、控制方便等优点,提高了太阳能利用率.     

基于DAC概念的改进型聚光电热联用系统

基于DAC技术对传统的聚光电热联用系统(CPV/T)进行优化设计,采用水为吸热工质与常规硅太阳电池相结合对太阳能辐射进行分波段利用,分别完成光热转换和光电转换。对该改进CPV/T系统建立了辐射传递模型和能量平衡模型:首先,对太阳能辐射在系统中的传递过程进行了分析;而后对系统的光热单元和光电单元工作温度进行了计算。计算结果显示该系统光热单元温度不再受光电单元工作温度限制,随着聚光比的增加该系统光热单元可产出高温热能,其吸热工质出口温度可达到108℃,而相应的光电单元工作温度低于69℃,同时通过试验对系统光电性能进行了对比分析;最后对该CPV/T系统效率进行分析,得到其光热转换效率为32%,光电转换效率保持在8.6%～10.5%之间。     

太阳自动跟踪系统的研究与设计

为提高太阳能的转换效率,设计了基于四象限探测器的太阳跟踪装置,采用视日运动轨迹跟踪与光电跟踪相结合的方式对太阳进行跟踪,利用光电二极管检测作为反馈实现两种跟踪方式间的转换.设计了一套能自动使太阳能电池板与太阳光线保持垂直的跟踪系统,实现了最大效率的太阳能利用.试验结果表明,该系统跟踪精度高,可实现各种天气状况下全天候全自动跟踪,跟踪器稳定,效果满意.     

复合抛物面聚光器（CPC）在光伏/热太阳能系统中的应用及实验

为研究复合抛物面聚光器(compound parabolic concentrator,CPC)在光伏/热(PV/T)太阳能系统中的应用特性,分析CPC-PV/T集热器内部的热传输机理,建立CPC-PV/T太阳能系统的光热、光电能量转换理论。并对系统的光热、光电转换特性进行研究,结果表明,CPC型聚光器在PV/T系统中的应用,一定程度上会导致系统光热转换性能的降低,但能有效提高系统光电转换效率。另外,设计无聚光PV/T太阳能系统样机和CPC型聚光PV/T太阳能系统样机,并对2种样机的光热、光电特性进行测试及对比分析。其中,CPC-PV/T样机的热效率为39.6%、输出电效率5.4%,无聚光PV/T样机热效率为44%、输出电效率仅为4.1%,实验结果与理论分析结果一致。     

玻璃盖板对光伏-太阳能热泵冬季综合性能的影响

简要介绍了光伏-太阳能热泵(PV-SAHP)的原理及构成,利用已建立的PV-SAHP系统试验平台,在冬季有、无玻璃盖板两种工况下,对PV-SAHP系统的光电转换、光热转换、热泵循环等性能进行了对比测试,并分别进行了能量效率分析和效率分析。结果表明,在冬季有玻璃盖板工况下,虽然光电效率有一定降低,但热泵循环的性能系数、光电/光热综合效率、光热效率均有明显提高。     

基于PLC的双轴闭环太阳能跟踪模型

针对目前太阳能跟踪系统存在的问题,分析了现存的几种太阳能跟踪方法的优劣;设计了一套基于方位角和高度角的太阳能跟踪系统,解决了现阶段大多数跟踪系统存在的问题;制作了一套基于ABB PLC的太阳能跟踪模型,并对模型进行了系统测试,测试显示该跟踪系统能提供精度可达0.001°的太阳定位,自动实现了不同要求的跟踪计算和不同条件下的模式转换.     

碟式太阳能直接跟踪传感器设计及其应用

为克服碟式太阳能间接跟踪光斑偏心问题,设计一种专门用于高强度光探测和光敏转换的太阳能跟踪传感器,对聚焦光斑进行直接跟踪。采用二级或者多级分隔的光导材料隔绝聚焦光斑的高温,光电传感器对比测量使聚焦光斑汇集到集热器中心,实现跟踪系统最大效率的利用太阳能。实验结果表明:传感器设计方法可行、可有效隔绝光斑的高温。通过Matlab分析每级光导材料光斑温度衰减系数为0.32,此传感器跟踪运行稳定,可提高跟踪精度。该研究为提高碟式太阳能自动跟踪精度提供一种方法。     

槽式太阳能光热供暖系统的设计及应用

为了充分利用太阳能资源进行集中供暖,设计槽式太阳能光热供暖系统。根据太阳轨迹算法,基于自主可编程逻辑控制器(PLC),通过自定义嵌入式编程实现高精度太阳位置算法的工程应用;提出集热槽对太阳位置自动跟踪策略,设计考虑多模块切换与边界条件的间歇控制策略驱动直流电机旋转,并配合蜗轮减速器实现多轴同步驱动系统对太阳位置的闭环追踪控制;充分考虑外界环境条件,设计了保护策略。结果显示：槽式太阳能光热供暖系统运行稳定、操作简单、维护方便,在清洁能源的分布式供暖领域具推广价值。     

一种新型双效太阳能平板集热器的光热性能研究

提出一种新型太阳能平板集热器,可实现加热空气与加热水两种工作模式,并设计了一种新型的“L”型翅片结构将两种功能有效结合.对这种新型集热器的不同工况分别进行了实验测试,得到两种工作状态下的太阳能光热转换效率.实验表明,空气集热日平均光热转换效率可达到40％以上,高于传统的空气集热器;水集热的效率达到49.7％.两种集热功能均能以高效率实现.     

双轴跟踪和单轴南北向跟踪CPV/T系统的热电性能研究

分别搭建了采用双轴跟踪和单轴南北向跟踪这2种跟踪方式的聚光光伏光热(CPV/T)系统实验平台,并对不同跟踪方式下的系统的热、电性能进行了测试.在实验条件基本相同的情况下进行了多次测试,结果表明,双轴跟踪C P V/T系统的平均光电转换效率和平均光热转换效率分别为13.0％和52.6％,均高于单轴南北向跟踪C P V/T...     

太阳能光热发电技术发展现状

介绍太阳能光热发电技术系统：塔式、槽式和碟式3种太阳能光热发电系统,对各类太阳能光热发电技术与常规发电技术进行分析对比,阐述3种太阳能光热发电技术的发展现状及其存在的问题,说明太阳能光热发电具有的广阔应用前景。     

基于光热转换的吸收材料与转换机理研究进展

太阳能驱动水蒸发作为一种太阳能的光热转换应用,由于其转换效率高,而且具有清洁水生产的工业潜力,从而引起了人们的关注。光热转换效率很大程度上取决于吸收太阳能的光热材料,具有广泛的太阳能吸收光谱和高转换效率的光热材料正成为太阳能驱动清洁水生产领域的研究重点。总的来说,这种绿色可持续的太阳能驱动水蒸发技术可以作为水资源短缺问题的解决方案之一。在文中,我们将介绍不同太阳能吸收材料的研究进展和转换机理,分析其光热转换材料的选择依据,并讨论了太阳能驱动的蒸发过程在实际应用中存在的一些问题。     

采用菲涅尔透镜的太阳能CPV/T系统实验与模拟研究

为了解决光伏板温度过高使光电转换效率下降的影响,搭建了一套基于聚光型菲涅尔透镜的太阳能光伏/光热(CPV/T)系统,菲涅尔透镜的聚光比为5.85,光伏板由蛇形换热通道进行冷却。基于上海气象参数,对该系统进行了实验研究。实验结果表明:实验日内系统的光热效率、光电效率和综合效率分别为50.93%,10.86%,61.79%。同时,利用TRNSYS软件,建立了系统动态能效分析模型,将模拟结果与实验结果进行对比,最大误差仅为3.08%,两者吻合较好。     

太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究

太阳能光伏光热一体化不仅能够有效降低光伏组件的温度,提高光伏发电效率,而且能够产生热能,从而大大提高了太阳能的转换效率。对光伏光热建筑一体化(BIPV/T)系统的两种主要模式:水冷却型和空气冷却型系统的工作原理和系统模型进行了理论介绍,详细说明了两种系统中热产品在家庭中的应用。并对目前研究情况下两个系统中存在的问题提出了改进方案。与常规建筑相比,光伏光热建筑减少了墙体得热,改善了室内空调负荷状况,提高了建筑节能效果。     

太阳能驱动的固体氧化物电解池制氢系统性能研究

采用太阳能驱动电解水制氢是实现将太阳能转换为氢能来存储的最佳方式。该文提出一种采用光伏、光热协同驱动固体氧化物电解池（SOEC）进行高温蒸汽电解的制氢系统。建立各子系统数学模型,选取北京地区夏至日气象参数,分析太阳辐照度对制氢系统的性能影响,最后对整个系统进行能量及火用分析。结果表明,电流密度和温度是影响SOEC工作的重要因素。在电流密度较大的情况下升高温度,将有利于提高电解效率。耦合太阳能后系统最大能量及火用效率分别达到19.1%和20.3%。火用分析结果表明系统最大有用功损失发生在光电转换过程,火用损比例为87%。提升光电效率,将成为提高太阳能-氢能转换效率的关键。     

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。     

金属直通型集热管非选择性吸收涂层段热性能研究

考虑金属连接裸管和膨胀节的影响,建立了太阳能槽式集热器能量转换数学模型,分析其吸热、散热和光热转换效率并与常规计算方式进行了对比。计算表明金属连接裸管段的热损失较大,其对集热器性能的影响较膨胀节更为显著。随着太阳直射辐射强度的降低和金属集热管温度的升高,太阳能槽式集热器光热转换效率逐渐降低。对比等同计算方式,本文所采用的差异化计算所得的吸热量较低,集热器热效率与文献中的实测值相比误差在3%左右,更加贴近实际情况。     

对太阳能热发电走向成功之路的思考

从理论方面对降低太阳能热发电投资成本的方式进行了分析,认为可通过扩大规模来降低投资成本,依靠扩大发电系统的规模和优化镜场设计来提高太阳能热发电系统的光电转换效率;碟式和点聚焦菲涅耳聚光系统的光热转换效率高,竞争力较强.当采用超大功率蒸汽轮机时,可使发电系统的规模扩大10倍、热电转换效率提高25％;按照光学效率和接收器热...