光伏-土壤源热泵制热工况综合性能

PV/T-GCHPs是实现地热能与太阳能互补利用的一种系统。设计和搭建了系统的实验平台，通过实验和模拟分析PV/T-GCHPs制热工况时埋管出水温度对光伏组件发电性能的影响，比较了PV/T-GCHPs与GCHPs制热性能系数。结果表明：当热泵负荷为75%、循环水流量为0.28 kg/s、地埋管出口水温度为8℃时，光伏组件最高发电效率提高6.4%,PV/T-GCHPs平均制热性能系数比GCHPs提高2.2%，最大制热性能系数提高2.4%。     

光伏/光热联合空气源热泵系统的性能研究

为了改善传统光伏发电系统的运行性能,提出了一种光伏/光热(PV/T)联合空气源热泵系统,介绍了该系统的工作原理和运行方式,研究了该系统的综合性能评价方法,然后利用TRNSYS瞬时系统模拟软件建立了该系统的仿真模型,并以重庆地区为例,对比分析了PV/T联合空气源热泵系统与单一光伏发电系统的组件表面温度、热效率、电效率、?效率和一次能源节约效率。研究结果表明：1) PV/T组件表面温度与光伏组件表面温度的变化趋势较为一致,二者的平均值相差13℃,说明PV/T联合空气源热泵系统可以有效降低光伏组件表面温度;2) PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的平均电效率分别为11.40%和9.86%,相对提高了15.62%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的电能;3) PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的?效率平均值分别为11.73%和8.94%,相对提高了31.21%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的可用能;4) PV/T联合空气源热泵系统的平均一次能源节约效率为50.94%,其总体变化趋势与热效率的变化趋势相似。     

环境条件和冷却水流量对光伏光热系统的性能影响

环境条件对光伏光热(PV/T)系统性能的影响十分显著。文章通过改变实验室内部的环境条件,对比分析了通风、密闭条件下,不同冷却水流量对PV/T系统的输出性能以及光伏组件温度的影响。实验结果表明:密闭条件下PV/T组件工作温度与周围环境温度的平均值比通风条件下高出约7℃;密闭条件下PV/T系统的输出功率、热效率比通风条件下分别增大约3.5%,13%。     

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。     

双玻光伏组件PV/T集热器特性及实验研究

利用双玻光伏组件设计了一种新的PV/T(photovoltaic/thermal)太阳能集热器,并对其热转换和传输特性进行研究.制备了透光率分别为50％和10％的2种双玻光伏组件PV/T空气集热系统样机,并对其特性进行实验研究.结果表明透光率50％的PV/T太阳能集热器,其吸热板温度高于双玻光伏组件温度,透光率10％P...     

太阳能PV/T系统电热输出性能及其Matlab仿真研究

建立了太阳能PV/T(Photovoltaic/Thermal)系统的热电模型,编制了Matlab程序,采用迭代法对电热参数进行耦合求解。研究了PV/T系统在呼和浩特不同季节下的热电效率,电池温度和性能曲线的变化,通过与实验数据对比,验证了该模型具有较高的精度。实验结果显示了环境温度、风速、入射辐射量对太阳能PV/T系统热、电以及综合性能的影响:PV/T系统夏季的日平均电效率、热效率及正午组件最大功率分别为14.1%、34.5%和180.8 W,冬季的日平均电效率、热效率及正午组件最大功率分别为16.1%、24.8%和190.3 W。     

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。     

基于方管平板光伏光热系统的电热耦合性能对比研究

为了探究方管平板PV/T系统的电热综合性能,基于PV/T系统的能量转换过程,建立PV/T组件电热耦合系统的数学模型,构建了设计工况下PV/T系统的性能评估方法,分析关键参数对PV/T系统性能的影响规律,并对比不同结构下PV/T系统的变工况特性。结果表明：在设计工况下,单方管及多方管结构的PV/T系统电效率在15%左右,总效率在78%以上;随着太阳辐照强度的增大,2种系统下光伏板温度和流体出口温度均会升高,系统总效率也会提高;可以通过提高进口体积流量或者降低进口温度来提高电效率及总效率,在相同运行工况下,单方管平板PV/T系统的总效率低于多方管平板PV/T系统3.1%,且多方管平板PV/T系统的光伏板温度比单方管平板PV/T系统低9.72 K,可见多方管平板PV/T系统的综合性能更优。     

冷却水流量变化对板管式光伏光热系统的性能影响

不同冷却水流量条件下,板管式光伏光热(PV/T)系统的性能会发生显著变化。文章通过实验测试了当冷却水流量发生变化(0～0.25 kg/s)时,板管式PV/T组件的温度、发电功率、冷却水温度,以及板管式PV/T系统热效率的变化情况。分析结果表明:当冷却水流量为0～0.25 kg/s时,PV/T组件发电功率的平均值比PV组件增加了约5%,同时,PV/T系统的热效率可达到约57%;板管式PV/T组件的发电功率随着PV/T组件温度的升高而降低,PV/T系统的热效率随着冷却水温度的升高而升高。     

光伏/光热-地源热泵联合供热系统运行性能研究

为解决太阳电池的发电效率随温度升高而下降以及地源热泵系统供热引起的土壤热失衡问题,以典型居住建筑的光伏/光热-地源热泵（PV/T-GSHP）联合供热系统为研究对象,基于TRNSYS软件,采用土壤温度、地源热泵机组季节能效比、光伏发电效率和太阳能保证率为评价指标,对该联合供热系统进行运行性能分析。研究结果表明：夏热冬冷地区（以长沙为例）太阳能保证率相对较高,PV/T组件面积为满屋顶最大化安装（900 m²）时,第20年末土壤温度相比初始地温仅升高0.8 ℃,热泵机组季节能效比约为5.1,太阳能保证率为97.0%~98.7%;不同气候地区的太阳能保证率与PV/T组件面积和建筑全年累计供热量有关,通过定义单位建筑全年累计供热量PV/T组件面积指标,得到中国不同气候地区的太阳能保证率与该指标的耦合关系,回归方程的决定系数R²为0.983,得出在已知建筑全年累计供热量和太阳保证率设计目标值的条件下所需PV/T组件面积的计算方法。PV/T-GSHP联合供热系统的全年运行能耗显著小于平板太阳能集热器-地源热泵联合系统（最小降幅为沈阳,49.7%）,远小于空气源热泵（最小降幅为石家庄,79.8%）和燃气壁挂炉（最小降幅为沈阳,65.1%）。     

PV/T组件动态传热建模及温度预测

为进一步提高光伏光热一体化(PV/T)组件温度预测精度,基于集总参数法对PV/T组件传热机理进行动态建模。选取典型晴天及多云天气条件日进行实验,验证了该动态模型的准确性。实验结果显示,晴天及多云天气条件下数学模型预测值的最大相对误差分别为7.8%,7.6%;平均相对误差分别为4.31%,4.37%;绝对误差平均值为2.04℃,1.94℃。相比于已有的神经网络预测方法,数学模型的预测精度更高,预测周期更短。该模型可用于PV/T系统根据温度变化情况提前制定精确的控制策略,以优化系统运行期间的节能,也可用于建立PV/T系统整体的能量传递模型,实现热能、电能的协调控制及太阳能的梯级利用。     

应用遗传算法优化BP神经网络预测太阳能PV/T系统热电产出

PV/T集热器系统是一种能够同时提供低品位热能和高品位电能的新型太阳能系统,在光伏发电同时回收光伏余热,降低光伏板温度的同时不仅可以提高发电效率,而且能够将余热收集起来并转化应用于供暖和生活热水系统。本文利用遗传算法优化神经网络的方法建立了太阳能光伏光热(PV/T)系统性能的仿真预测模型,并与单一(Back Propag ation) BP神经网络的预测模型进行了对比分析。仿真预测结果表明：太阳能PV/T系统性能遗传算法优化BP神经网络模型的预测值与实际值拟合度较好,且预测精确度优于单一BP神经网络模型。其中遗传BP神经网络模型预测电效率的平均相对误差为1%,相对误差小于2%的样本占比大于95%;预测蓄热水箱温度的绝对平均误差仅为0.2℃,最大相对误差不超过1%。     

供热与集热模式下热管式太阳能PV/T热泵系统实验研究

文章搭建了热管式太阳能PV/T热泵系统,设计了供热和集热两种运行模式,并选取了日均太阳辐射强度和室外温度基本接近的两个工作日,对两种运行模式下,该系统的各项性能进行了实验研究。分析结果表明,供热模式下,热管式PV/T热泵系统日均热效率为33.9%,日均电效率为12.2%,比单一光伏发电系统的日均电效率提高了25.7%,日均COPth、日均COPpv/t分别为2.52,3.26;集热模式下,热管式PV/T热泵系统日均热效率为25.3%,日均电效率为12.9%,比单一光伏发电系统的日均电效率提高了14.2%,日均COPth、日均COPpv/t分别为1.82,2.33。因此,供热模式下热管式太阳能PV/T热泵系统的绝大部分性能优于集热模式。     

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。     

空气/水双冷型PV/T一体化组件实验与模拟研究

提出一种空气/水双冷型PV/T一体化组件,搭建2套测试平台开展PV/T组件的空冷、水冷、空气-水复合冷却实验,研究不同工作模式下组件的性能表现。实验结果表明：3种工作模式均可对光伏组件进行有效冷却,空冷、水冷、复合冷却模式组件综合效率分别为76.05%、74.51%、84.83%,其吸热板温度较无工质冷却模块分别可降低19.08、27.58和35.16℃。为进一步分析设计参数对PV/T组件电热特性的影响,利用ANSYS构建组件的三维数值模型,并通过实验数据验证模型的准确性。模拟显示：采用双风道翅片式结构可有效提升组件电热性能;随着环境温度的升高（10～40℃）,组件的综合效率由61.85%增至80.31%。     

基于相变流体的热管式太阳能PV/T热电联供系统实验研究

文章分别搭建了基于水和相变流体的热管式PV/T热电联供系统实验台,测试分析了相同工况下两个系统的光伏板表面温度、换热水箱温度、热/电功率、热/电效率及综合效率。研究结果表明,在测试工况下,与基于水的热管式PV/T热电联供系统相比,基于相变流体的热管式PV/T热电联供系统光伏板表面温度降低了2℃,蓄热水箱水温升高了1.3℃,日均电效率相对升高了0.8%,日均热效率相对升高了7%,日均综合效率相对升高了10.2%。该研究结果为相变流体在太阳能储存领域的应用提供参考。     

基于CIGS薄膜光伏组件余热利用的CIGS-BIPV/T系统的实验研究

为了在建筑光伏一体化(BIPV)项目中最大限度地利用太阳能,基于光伏组件余热利用,将CIGS薄膜光伏组件与热泵机组相结合,构建热电联产模式,形成CIGS-BIPV/T系统,并对此系统在北京地区室外环境下的实际运行性能进行了实验研究,测试了不同工况下CIGS-BIPV/T系统的运行特性,以便为光伏发电系统与热泵机组联合运行提供参考。     

太阳能光伏光热一体化系统的实验研究

为提高太阳能的利用率同时得到可资利用的热水和电力，将小型贮能式光伏系统与家用平板型太阳能热水器结合起来，把光优电池组件层压在热水器的扁盒式铝合金集热板上，构成一套光优光热(PV／T)一体化系统，并在合肥地区进行了自然循环模式下的光电光热性能测试。实验结果表明，在晴朗或多云的天气条件下实验系统日平均热效率可达40％，日平均发电效率约9．5％，系统综合性能效率多在60％以上，比单独的光伏或热水系统效率有显著提高。     

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。     

部分覆盖光伏/光热太阳能系统优化设计与实验

介绍一种部分覆盖太阳电池的光伏/光热(PV/T)太阳能系统。在PV/T系统中,设计使用两个面积为2 m2、太阳电池面积为0.6 m2的平板PV/T集热器,并对PV/T系统设计的理论和能量转换特性进行研究分析。在楚雄市,所设计的PV/T太阳能系统样机分别在晴天(2013年5月28日)和多云阴天(2013年6月23日)进行特性测试。结果表明,晴天,PV/T系统的热水温度可达66.5℃,一日内(08:05~18:05)系统输出平均电功率为34.0 W;多云阴天,PV/T系统的热水温度可达57.0℃,一日内(09:10~18:10)系统输出平均电功率为33.1 W。PV/T系统输出日热效率为45.5%,可满足农村普通家庭热水和照明电能需要,具有较高的实用性。