光伏发电发展及政策浅析

太阳能电池的工作原理是光电效应，主要是以半导体材料为基础，利用光照产生电子-空穴对，在PN结上可以产生光电流和光电压的现象。我国实验室光伏电池的效率为21％，可商业化光伏组件效率达14％～15％，一般商业电池效率10％～13％。目前，世界上太阳能电池最高转化效率已达32％。2005年世界光伏系统装机总容量达1460MW，比2004年增长34％，中国光伏系统安装量仅为65MW。太阳能电池产量由2004年的1146MW上升到2005年的1656MW。国际市场目前需求稳定增长。太阳能光伏发电示范工程等是近期国内需求增长的主要因素。沙漠发电、城市屋顶计划是未来需求大幅增长的动力。于2006年1月1日起施行的《中华人民共和国可再生能源法》规定：“国家鼓励单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统”。     

关于我国薄膜太阳能电池研发与产业化问题的探讨

太阳能电池是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能的器件，是太阳能光伏发电系统的核心技术基础组成部件。目前困扰太阳能光伏发电技术发展和广泛应用的主要问题，是提高效率和降低成本两大问题。紧紧围绕提高光电转换效率和降低生产成本两大目标的各种新型太阳能电池的研究开发工作，     

太阳能建筑光伏/热电系统(PV/TV)性能研究

本文将太阳能电池板、集热器、热电发电片结合起来,设计并开发制成了一套光伏/热电系统(PV/TV),在利用太阳能电池发电的同时,可将热量收集并利用其发电。而后将这种系统在北京地区进行了室外模拟实验,测试并讨论了该系统在4～10月的发电性能,对PV/TV系统在光伏建筑中的应用进行了初步探讨。结果表明,相对于单纯的光伏发电系统,PV/TV系统单位面积发电效率有5%～15%的提高。     

太阳能光伏组件与金属屋面系统连接设计及工程应用

在大型公共建筑金属屋面系统上安装太阳能光伏组件是光伏发电与建筑物集成化的重要应用。主要介绍了太阳能光伏组件与金属屋面系统之间的连接设计及工程应用;具体阐述了铝合金锁夹的连接节点设计,铝合金锁夹的优点,太阳能光伏电池组件的节点设计,并介绍广西体育中心二期太阳能光伏发电项目、滨州市奥林匹克公园暨十一届全运会体育馆太阳能光伏发电项目及新建杭州东站扩建工程太阳能光伏发电项目中的连接节点设计。     

北京南站太阳能光伏发电系统设计探讨

介绍了北京南站太阳能光伏建筑一体化并网发电系统(光伏组件总安装容量240 kWp,系统年输出电量为22万kW·h),对站房屋面太阳能发电材料的选择进行了详细描述(最后确定采用不透光的铜铟镓硒太阳能电池),并分别介绍了太阳能光伏电池方阵、光伏并网逆变器、汇线盒、电涌保护器、直流配电柜、交流配电柜的选用.进行了技术经济比较和环境、社会效益分析.     

光伏发电窗系统电气设计与分析

光伏发电窗是利用薄膜透光太阳能组件替代传统窗的玻璃,利用原有建筑物空间实现光伏发电,并且"自发自用"满足家庭部分智能设备用电需求,不仅可满足建筑设计要求、增加建筑物美感,还可自我产生电能,实现清洁能源低碳利用.属于离网光伏发电系统,增加储能装置将太阳能组件产生的电能储存,以满足窗户智能开关设备及监控系统的用电需求.光伏发电窗主要由薄膜太阳能模块、太阳能控制器、电源逆变器、铅酸蓄电池、配电系统和监控系统组成.     

太阳能光伏发电技术(10)

光伏发电产品理念 从广义上讲,凡是电工产品都可进行太阳能光伏发电,然而实际上仅有很少的品种可归结到该行列中。这里所指的太阳能电池又称光伏电池(PV),即和太阳能电池一体化或离开太阳不可单独工作的产     

太阳能光伏建筑一体化关键技术问题研究

太阳能光伏建筑一体化是建筑节能的一种典型形式。分析了光伏发电的基本原理特性,基于M atlab仿真平台对光伏电池组件的输出特性进行了研究。介绍了光伏建筑一体化的定义、类型,结合光伏电池特性与建筑施工的工艺要求,论述了光伏建筑一体化施工中应该注意的关键技术问题,对提高其发电效率及降低光伏建筑一体化初期投入成本具有现实意义。     

有限屋面面积条件下太阳能利用方式探讨

充分利用太阳能资源是我国法律、政策、规范多方面的要求。随着我国能源转型与能源革命的推进、国家能源形势的变化、“双碳”目标的分解落实,在城市内充分挖掘可再生资源是有效可行的城市降碳技术路线。然而在城市里,可利用太阳能的场地空间十分有限。如何最大化利用有限的建筑屋面资源,如何取舍太阳能热水系统、光伏发电系统,是建筑规划设计阶段需要认真考虑的问题。对太阳能热水系统、电辅助加热系统、空气源热泵热水系统、光伏发电系统组合分析。考虑太阳能资源、气温等因素逐日计算各系统运行效果,综合对比不同组合方案定性定量指标。发现光伏发电+空气源热泵热水系统多方面指标均优于太阳能热水系统+常规辅助系统。因此,建议在规划设计太阳热水系统时应先充分论证建设光伏发电系统必要性。     

建筑用屋顶光伏电池板热斑电热学模拟

目前,世界光伏市场每年保持约30%的增长率。由于光伏系统组件构成的复杂性,光伏组件如光伏板等的整体效率往往低于单个光伏电池的效率。光伏板部分阴影遮挡是造成光伏系统能源效率偏低的主要原因之一。部分阴影遮挡造成的光伏系统组件不匹配将导致太阳能板的局部过热从而降低其使用寿命,严重时导致热斑问题从而可能引起电站火灾。商业光伏板一般采用单晶硅、多晶硅和非晶硅三种材料,其中非晶硅由于特殊的反向电压特性和不同的制作工艺,在发生局部遮挡时会产生与其他两种材料的太阳能电池不一样的电学特性。利用M atlab Simulink平台结合实验数据建立准确的非晶硅电池板局部阴影电学模型,得到当完全遮挡一个或多个非晶硅电池时的阴影区电池工作点,然后输入到Matlab PDE Tool建立的热学模型,分析电池局部温升现象,得到热斑产生条件,从而提出防治热斑的一些措施。     

A heat pipe photovoltaic/thermal (PV/T) hybrid system and its performance evaluation

Building-integrated photovoltaic/thermal (BIPV/T) system has been considered as an attractive technology for building integration. The main part of a BIPV/T system is PV/T collector. In order to solve the non-uniform cooling of solar PV cells and control the operating temperature of solar PV cells conveniently, a heat pipe photovoltaic/thermal (PV/T) hybrid system (collector) has been proposed and described by selecting a wick heat pipe to absorb isothermally the excessive heat from solar PV cells. A theoretical model in terms of heat transfer process analysis in PV module panel and introducing the effectiveness-number of transfer unit (?-NTU) method in heat exchanger design was developed to predict the overall thermal-electrical conversion performances of the heat pipe PV/T system. A detailed parametric investigation by varying relevant parameters, i.e., inlet water temperature, water mass flow rate, packing factor of solar cell and heat loss coefficient has been carried out on the basis of the first and second laws of thermodynamics. Results show that the overall thermal, electrical and exergy efficiencies of the heat pipe PV/T hybrid system corresponding to 63.65%, 8.45% and 10.26%, respectively can be achieved under the operating conditions presented in this paper. The varying range of operating temperature for solar cell on the absorber plate is less than 2.5 °C. The heat pipe PV/T hybrid system is viable and exhibits the potential and competitiveness over the other conventional BIPV/T systems.     

光伏光热系统流程与数值模拟

光伏光热(PVT)系统既可发电,又可为建筑提供生活热水,实现了热电联供。介绍了PVT系统流程及PVT模块的结构,建立了PVT系统的传热数学模型。采用Matlab对模型进行求解,进行了精度验证。对夏热冬暖地区实际PVT系统的综合热效率(包括PVT模块发电效率、蓄热水箱热效率)进行了模拟计算。     

太阳能与集中供热热源联合供热的探讨

增加供热时间及供应生活热水成为供热企业提高经济效益的途径,但对于以区域供热锅炉房或热电厂为集中供热热源的供热系统,会造成较大的热损失及产生较强的交变热应力冲击。引入太阳能热源系统与集中供热热源联合供热是实现增加供热时间及供应生活热水的有效方法。介绍了太阳能热源系统的关键装置———全天候真空集热管,阐述了联合供热系统的组成及其运行调节过程。     

Performance assessment of fuel cell micro-cogeneration systems for residential buildings

The reduction of greenhouse gas emissions in the building sector to a sustainable level will require tremendous efforts to increase both energy efficiency and the share of renewable energies. Apart from the lowering of energy demand through better insulation and fenestration, small combined heat and power (micro-cogeneration) systems may help improve the situation on the supply side by cutting both the non-renewable energy demand for residential buildings and peak loads in the electric grid. Though still on the brink of market entry, fuel cells are the focus of interest as the prime technology for such systems. In this study, a methodology for assessing the performance of such systems in terms of primary energy demand and the CO₂ emissions by transient computer simulations is established, and demonstrated for a natural gas driven solid oxide fuel cell (SOFC) and, to a lesser extend, a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) home fuel cell cogeneration system. The systems were evaluated for different grid electricity generation mix types and compared to traditional gas boiler systems. The interaction with hot water storage and solar thermal collectors, and the impact of storage size and predictive control was analyzed. Typical heat and electricity demand load profiles for different types of residential buildings and occupancy were considered, and the sizing of the fuel cell system in relation to the heat demand of the building was analyzed. Primary energy savings decline for cases with lower heat demand and for cases with solar thermal systems, and peak for fuel cell systems sized in accordance with the heat demand of the building. Future assessments of fuel cell systems will need a refined methodology, and depend on realistic performance characteristics and models that accurately consider dynamic conditions.     

太阳能辅助地源热泵供热运行特性研究

介绍了太阳能辅助地源热泵,对其各装置性能进行了研究。分析了地下埋管换热器进出口水温及有、无蓄热水箱对太阳能辅助地源热泵性能的影响。太阳能辅助地源热泵制热性能系数随地下埋管换热器进口水温的升高呈下降趋势,随其出口水温的升高呈上升趋势。随地下埋管换热器出口水温升高,蒸发器传热量增大。当太阳能辅助地源热泵中无蓄热水箱时太阳能集热器的瞬时集热效率高于有蓄热水箱时的瞬时集热效率。就总体效果而言,有蓄热水箱要优于无蓄热水箱,这样可使地源热泵运行更加稳定。     

小型燃气内燃机热电联供试验系统研究

采用内燃机改装技术,将汽油内燃机改装成燃气内燃机,构建了小型燃气内燃机热电联供试验系统。对试验系统的发电效率、热效率、总效率、稳态下输出电压、电流频率进行测量计算。随着电负荷增加,发电效率增大,热效率减小,而总效率变化不大,最高可达82%。电压最高增幅为0.45%,频率波动范围在±0.5Hz内,符合供电质量标准。     

空调用太阳能集热器适用性分析

计算了平板集热器、真空管集热器、热管真空管集热器和CPC真空管集热器的太阳能利用系数,分析了几种太阳能集热器在空调系统中的适用性。结果表明,太阳能空调(热泵)系统集热器的热性能随着气象条件、热源温度的变化而变化,具有不同热源温度要求的系统应选用不同的集热器。     

寒冷地区浴池热水供应方式运行经济性比较分析

太阳能-空气源热泵热水系统作为可再生能源已得到广泛应用,但在我国北方寒冷地区运用较少。再加上空气源热泵自身存在低温环境运行效率过低甚至损坏机组的现象,需要对不同辅助热源辅助太阳能热水系统进行经济技术比较分析,以得到最佳的运行方案。通过对不同辅助热源辅助太阳能热水系统进行技术分析与计算,建立数学模型,模拟计算加热100 t水的全年运行情况,计算、分析不同辅助热源太阳能热水系统运行方案在长春地区的年运行总成本,结果表明:太阳能-空气源热泵-水源热泵热水系统在我国北方寒冷地区使用有很可观的发展空间。     

太阳能光伏光热恒温泳池系统的设计与研究

将太阳能、电能等多种能源利用方式进行综合,构建了一种太阳能光伏光热恒温泳池系统。它由泳池恒温系统、卫生热水系统组成。泳池恒温系统由泳池循环太阳能集热系统、泳池空气源热泵加热系统组成。卫生热水系统由卫生热水太阳能集热系统、卫生热水空气源热泵加热系统和卫生热水水源热泵加热系统组成。在米易县游泳馆进行集成示范表明:该系统技术先进,安全可靠,运行成本低,绿色环保。     

青岛热泵辅助太阳能供热系统的性能分析

结合工程实例,对热泵辅助太阳能供热系统的流程进行了分析。对不同朝向、倾角平板集热器的表面太阳辐照度、太阳能热水系统热效率、空气源热泵制热性能系数进行了实测及计算。对于青岛地区,平板集热器宜采取朝南安装、倾角为45°。