高聚光条件下砷化镓光伏电池特性的实验研究

设计并搭建了一种碟式聚光光伏发电系统,介绍了系统的结构,阐述了系统工作原理,并对其进行了户外实验研究。根据实验结果,该碟式聚光光伏系统的几何聚光倍数为150倍,其峰值功率为1.5315W/cm2,平均效率为26.58%,电池平均工作温度为46.875℃。太阳直接辐射强度和电池温度是影响三结砷化镓光伏电池性能的主要因素。与现有的单晶硅光伏电池片相比,三结砷化镓聚光光伏电池具有转换效率高、电学性能好等特点,所收集的电池温度、输出功率、效率等数据对碟式聚光光伏系统的进一步研究具有一定参考价值。     

聚光光伏系统热管散热器的实验研究

聚光太阳电池温度是影响电池转换效率、安全稳定性及使用寿命的重要因素。针对聚光光伏系统中因高热流密度带来的电池散热问题,设计一种新型平板式不锈钢材质热管散热器,并进行相关的实验研究。实验结果表明:热管散热器的最佳充液率范围为20%~30%;新型热管散热器基板的扩散热阻约为0.1 K/W,而普通铝型材为0.38 K/W,热管散热器均温性更佳;在自然对流条件下,当确保模拟电池温度不超100℃时,热管散热器可应用于最大聚光比为78.57的太阳电池散热;且研究发现工作范围内的太阳电池角度变化对热管散热器的影响不大,热管散热器能同时适应折射型和反射型聚光光伏系统。     

热管式聚光光伏冷却集热装置的应用研究

文章设计了一种热管式聚光光伏冷却集热装置,利用热管原理来改变翅片式风冷光伏散热器、管路式水冷光伏散热器的设计思路,通过将热管端蒸发段的介质输送到冷凝端进行换热的相变过程,使得光伏基板的热量迅速传递到冷凝端水箱中,达到降温和集热的双重效果。热管式聚光光伏冷却集热装置不仅能够对光伏组件进行快速冷却,使整个光伏组件换热面温度分布均匀,提高光伏系统的发电效率,还可将多余热量进行收集利用,提高发电收益,在聚光光伏发电领域中具有广阔的市场前景。     

液浸聚光光伏冷却系统的实验及数值研究

为了解决聚光光伏系统的散热问题,设计一种液浸聚光光伏冷却系统,研究进出口位置对液浸接收器传热性能的影响,并数值模拟接收器传热和流动性能对接收器截面几何尺寸的敏感度。结果显示：进出口位置是影响接收器性能的主要因素。在辐照强度为1.27 W/cm²、进口温度14℃、流量5.5 L/min条件下,I-型接收器的光伏电池平均温度比S-型降低7℃左右。对于截面为1 200 mm²的接收器,宽高比α为1∶1时接收器具有更好的发电性能。宽高比α为3∶1时,光伏电池温度增加3.72℃,电池温度不均匀度增加65.6%。     

用于太阳能光伏散热器的热虹吸管的设计

太阳能聚光光伏发电系统中电池温度过高会导致发电效率降低,对太阳能电池进行有效的冷却已经成为聚光光伏发电系统保证发电效率和安全运行的关键技术。介绍了采用两相闭式热虹吸管散热器(热管)的方式。根据已知参数设计一个热虹吸管,并做强度校核,保证在极限内热虹吸管可以正常的工作,并选取水作为工作介质。通过实验对热虹吸管的实际工作性能进行分析,得出提高热虹吸管工作效能的结论。     

两级聚光光伏系统中砷化镓电池特性的实验研究

针对一般聚光系统中光斑不均匀而导致电池性能下降的问题,设计并搭建了具有二级聚光器的碟式聚光光伏发电系统,介绍了系统的结构及工作原理,进行了户外实验。在相同聚光比条件下(150X),与单级聚光系统相比,三结砷化镓光伏电池的平均峰值功率为1.515 W/cm2,平均效率为29.29%,平均峰值功率和平均效率分别提高了23.32%和9.12%。     

碟式高倍液浸聚光光伏系统的实验研究

基于UNLV的250X碟式聚设计碟式高倍液浸聚光光伏系统。分别以去离子水和二甲基硅油为液浸液体,对单晶硅背结太阳电池组件进行户外对比测试。结果表明:去离子水不能直接用于裸聚光硅电池的液浸,去离子水浸没会导致组件电性能迅速衰减,而改为硅油浸没时组件电性能衰减停止,短路电流和最大功率开始恢复。液浸冷却能实现高倍密排电池组件的有效散热,直射辐照度950 W/m~2、环境35℃、水进口36℃时组件可冷却至55℃以下,对流传热系数达到6700 W(/m~2·K);直射辐照度950 W/m~2、环境32℃、硅油进口45℃时组件最高温度不超过100℃,对流传热系数达到2800 W(/m~2·K)。     

聚光型光伏&光热一体机热交换系统的试验研究

综合考虑聚光型光伏&光热一体机在不同气候条件下,电池片的散热方案,研制了一套热交换系统,并对其进行试验研究.结果表明:采用层压技术将电池片与冷却器组合在一起,可把聚光光伏电池片的工作温度有效控制在60℃以下;利用冷却器的水介质同步收集无法转换成电能的太阳能,得到约58℃的温水;通过集热板对冷却器流出的温水进行二次加热,获得约78℃的高温热水.经过实测,掌握了一体机在不同季节,电池片工作温度的控制规律,一体机的光电和光热总效率达到60％以上,实现了高效率、低成本太阳能光伏&光热的综合利用.     

线聚焦太阳能真空集热管

槽式太阳能热发电利用槽式抛物面聚光器聚光,通过线聚焦太阳能真空集热管集热,获取近400℃左右的高温,然后借助高温导热油导热,通过常规换热技术获得蒸汽,或直接获取饱和蒸汽推动汽轮发电机组发电。由于槽式太阳能热发电所要求的集热器工况温度和压力相对较低,可以利用较为成熟的换热设备和发电技术,单位投资成本低,     

异型高温热管翅的实验研究

对一结构特殊、长为6cm的异型高温热管翅在不同的工况下进行实验研究。通过改变蒸发段长度、绝热段长度、冷凝段长度、散热条件及其放置位置,观察其壁面温度分布情况,掌握其最佳工作状况。结果表明,当热管翅水平放置且在自然环境下散热时,不凝性气体的影响使热管翅冷凝段末端温度偏低;当蒸发段长度太长时,热管翅蒸发段会出现过热点,而冷凝段出现温度回升现象;若使热管翅的冷凝段在有限空间散热,则温度回升现象消失;当热管翅倾斜放置时,热管翅工作性能处于最佳状态。     

一种聚光光伏-光热耦合海水淡化系统的设计

设计了一种聚光光伏-光热(C-PV/T)耦合海水淡化系统,将常规闪蒸与多效蒸发相结合,利用C-PV/T提供海水淡化过程中海水蒸发所需的热能与动力部件所需的电能,解决了传统海水淡化过程需消耗大量常规能源及产水量相对较低的问题;并研究了光伏组件表面温度、槽式抛物面聚光器的聚光倍数、海水流量和海水的出口温度光伏组件发电功率、海水热量及淡水产量的影响。研究结果表明:在槽式抛物面聚光器的聚光倍数为40倍、海水流量为0.40 kg·s~(-1)时,海水出口温度为78℃,此时系统的产水量较高且经济性好。     

中温太阳能热管接收器的开发与传热分析

介绍了一种新型的用于槽式太阳能热发电的中温(250～400℃)热管接收器,其结构为热管蒸发段外套单层玻璃套管,玻璃套管与热管之间抽真空,热管蒸发段外壁上涂有选择性吸收涂层,作为吸收层.该新型热管接收器主要用于直接产蒸汽系统.文中分析了该新型热管接收器的特点,并分3段模拟计算了采用该接收器的抛物面槽式太阳能集热器的集热效率和接收器的散热损失.结果表明,新开发的热管接收器结构简单、维护方便、热效率较高,适用于槽式太阳能集热器.     

聚光光伏散热系统综述

主要阐述太阳电池散热器的设计原理,并对不同聚光倍率下的光伏发电系统电池散热方式进行分类讨论与分析。     

分离型热管单管回路传热特性实验研究

分离型热管作为高效的非能动传热元件,在工业领域得到了广泛的应用。本研究以氨为工质,对分离型热管单管回路开展了实验研究,主要探讨了热源温度与充液率对热管传热性能的影响。实验结果表明:外界热源温度越高,管内工作温度越高,热管换热量越大;氨的沸腾换热系数随外界热流密度增大而增大,实验条件下,最高可达到7 000 W/(m2·K);水平冷凝管壁存在周向温差;在不同的工况下,分离式热管都存在一个最佳充液率,且在一定范围内随着外界热负荷的升高而增大。     

聚光型光伏系统光电耦合性能研究

针对复合抛物面聚光型光伏（PV-CPC）系统,建立光电耦合模型,模拟不同聚光比下光伏阵列表面太阳辐照度分布规律,并比较3种不同网格电路模型的适用性和准确性。结果表明：采用离散网格照度方法模拟精度最高,同时聚光型光伏系统在提升发电功率的同时也导致一定效率损失。当聚光比增大时,光伏阵列表面辐照度值及不均匀性增大,最佳聚光面处的照度分布均匀性优于CPC出口处;光伏阵列的发电功率和效率与太阳总辐照度呈正相关、散射比呈负相关关系。     

碟式聚光太阳热发电技术

太阳热发电技术是利用太阳集热器把太阳能聚集起来,将工质加热到一定的温度,驱动热机带动发电机发电。由于整个系统的热源来自太阳能,所以称为太阳热发电技术。太阳能热发电系统一般由聚光系统、集热系统、热传输系统、蓄热贮能系统、热机系统等组成。当前太阳热发电技术主要有以下5种:(1)中央塔式(2)槽式(3)单碟独立电站和碟群体系(4)太阳烟囱(5)太阳池。本文通过介绍国外碟式太阳热发电技术的现状及发展趋势,提出发展我国碟式热发电技术的建议与思考。1碟式太阳热发电技术的历史与现状a.碟式热发电系统现代碟式太阳能热发电技术在20世纪70…     

新型拐角式整体针翅回转热管设计与试验

提出了一种新型拐角式整体针翅回转热管,对该热管进行了详细的理论分析与设计,并对其传热性能进行了试验测试。结果表明:拐角式整体针翅回转热管的轴向温度从蒸发段到冷凝段逐渐降低,最大轴向温差随着转速的增大而减小;回转热管蒸发段的管壁温度沿圆周方向上的温差随转速的增大而变大,冷凝段的管壁温度沿圆周方向上的温差随转速增大而变小;回转热管的整体传热功率随转速的提高而增大;当充液率约为15%时回转热管的热阻最小,传热性能最好;吸液芯对热管传热性能的影响不占主导地位,在低转速工况下吸液芯提高热管传热能力,在高转速下则起阻碍作用;与平行轴回转热管相比,拐角式回转热管传热性能提高了5倍。     

分离式热管在不同高度差下传热性能的实验研究

本文以翅片管换热器作为蒸发端和冷凝端,R600a为循环工质,进行了分离式热管的实验研究。着重就不同的工作温度、不同冷凝端与蒸发端的高度差对分离式热管的传热性能的影响进行了研究。实验表明,在冷凝端进风温度恒定为16．55℃时,蒸发端进风温度低于60℃时,以R600a为工质的分离式热管的传热量曲线近似于二次曲线,蒸发端进风温度高于60℃时,其传热量曲线近似于一条直线。随着蒸发器与冷凝器的高度差的增大,分离式热管的传热能力得到提高。高度差为1m的分离式热管比高度差为0．8m的传热能力平均提高9．57％。     

新型复合式太阳能热电系统稳态特性分析

以太阳能为主的新能源利用技术近年来得到迅速发展。介绍了一种采用环形热管降低光伏电池片温度的新型复合式太阳能热电系统,提高了太阳能系统的综合利用率。分析了系统的基本原理和主要构成,同时搭建室内太阳能光热光电实验平台,进行太阳能热电系统稳态特性的测试研究,对太阳辐射强度、空气温度、空气流速及热泵蒸发温度等影响因素进行分析和探讨。该系统对太阳能在建筑中的综合利用有实际应用价值。     

低温热源喷射式发电制冷复合系统的(火用)分析

根据热力学第二定律,对一种新型低温热源喷射式发电制冷复合系统进行了(火用)分析,并以R600a作为工质对系统进行了仿真计算.结果表明:在热源入口温度为420 K、热源热水流量为0.2kg/s、热源蒸发温度为370 K的标准工况下,系统净发电量为2.74 kW,系统制冷量为11.99 kw,系统的(火用)效率达到25.83%,系统能量利用率为45.34%;系统(火用)损失主要发生在蒸汽发生器和喷射器中.在热源蒸发温度提高过程中,系统内部工质流量发生改变,导致系统净发电量和(火用)效率小幅下降,制冷量和能量利用率先增后降.当热源蒸发温度为370 K时,系统能量利用率达到最大值.