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。     

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。     

基于光伏组件改造的太阳能热水系统试验分析

基于3kW农村住宅分布式光伏发电系统,在现有的太阳能光伏组件上加装太阳能热水系统并测试其供热系统性能,可为生活中已有的光伏发电系统提供一个供热系统改装的可行性方案设计,而无需重新购买新的光伏/光热组件,降低成本。     

高原高寒地区光伏组件背板冷却对输出功率影响的实验研究

针对光伏组件表面温度影响光伏电站出力的技术难题,以2行4列的光伏阵列为例,在拉萨搭建光伏阵列输出功率实验测试平台,采用液冷方式在背板铺设冷却循环管道构建背板冷却系统,并基于冷却系统的连续运行（实验Ⅰ）、先停后启（实验Ⅱ）、先启后停（实验Ⅲ）3种运行工况,分别进行光伏组件有无背板冷却的对比实验,探究高原高寒地区组件表面温度对光伏阵列输出功率的影响规律。研究表明：采用背板冷却技术降低光伏组件的表面温度,可有效提升光伏阵列的输出功率,在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中光伏阵列输出功率分别提升了1.4%、1.3%、1.0%;光伏组件采用背板冷却技术时,冷却介质循环泵耗功高于光伏阵列提升的输出功率,但在高原高寒地区可回收利用冷却介质吸热量,加热生活用水,可使采用背板冷却的光伏阵列综合效益提高。     

BIPV系统的消防安全研究综述

首先对光伏建筑一体化(BIPV)系统的发展状况和光伏组件的分类进行了阐述,分析了BIPV系统引发的火灾的危险性;其次,系统地介绍了光伏组件及其内部可燃性封装材料的火灾特性、光伏组件对建筑火灾危险性的影响机制,以及光伏组件引发的火灾的灭火技术等方面目前已有的研究成果;最后,针对现有研究的不足,从光伏组件热解燃烧特性、组件对建筑围护结构火灾安全影响机制、电力故障引发自燃特性、光伏发电系统火灾的灭火技术及光伏发电系统火灾的智能探测监控等方面对未来的研究进行了展望。     

建筑屋顶近壁面湍流动能与太阳辐射温差关系的分析

建筑接收太阳辐射得热后会改变建筑屋顶近壁面的空气温度,而建筑屋顶近壁面的太阳辐射温差与建筑屋顶湍流产生的对流换热会影响光伏组件的工作温度,从而影响搭建于建筑屋顶的光伏组件的性能.以夏季时西安市某未安装光伏组件的建筑屋顶为例,针对上述因素,利用CFD技术并基于ANSYS平台进行了模拟分析.结果显示,建筑屋顶近壁面的湍流动...     

太阳能光热和光伏发电各有优劣势

正太阳能光热和光伏发电各有优劣势,有各自的应用领域。光热发电规模比较大,而光伏则相对较小,适合家庭、居民小区等,包括与建筑相结合,因此,两者应用范围并不完全一样。太阳能光热发电则较多用作集中式发电,而太阳能光伏发电主要应用于分布式发电。两者之间最为重要的差别,则在于各自在储能方式上的差异。太阳能光热和光伏都有各自     

太阳能光伏光热建筑一体化（BIPV/T）研究新进展

针对当前太阳能建筑一体化应用中存在的问题,提出太阳能光伏光热建筑一体化（BIPV/T）综合利用研究的新概念、新方法和新功能,不仅能提高太阳能建筑一体化的综合利用效率、降低应用成本,且使得太阳能功能更多、全年利用率更高。该文介绍了中国科学技术大学近年来的相关研究,包括与建筑相结合的光伏/热水系统、碲化镉光伏通风窗系统、光伏/空气/热水复合被动墙体系统、光伏光热-热催化/洁净多功能复合墙体系统的原理、功能及效率,拓展了太阳能建筑一体化研究和应用的新途径,为实现太阳能建筑大规模应用以及创造健康舒适的室内环境提供新的方法。     

微热管阵列光伏光热组件瞬时效率实验研究

将新型平板热管——微热管阵列应用于太阳电池的散热,制成光伏光热一体化组件,在降低电池温度提高发电效率的同时对余热进行收集利用,达到热电联供的目的。为了测试微热管阵列光伏光热组件的性能,对该组件进行瞬时效率实验,测得瞬时热效率曲线的截距η0可达到41.4%,斜率FRUL为3.95,20℃入口温度时的太阳能利用总效率可达到50%以上,综合性能效率达70%以上;瞬时热效率随室外环境温度的升高而增加,随冷却介质入口温度的增加而减小,环境温度为6℃和19℃时的瞬时热效率相差10%以上,入口温度是20℃的瞬时热效率比40℃时高8.5%。背板温度是影响电效率的关键因素,在测试期间,光伏光热组件电效率保持在10.5%~12.3%之间。     

一种地源热泵-BIPV/T耦合系统的研究

本文在对目前国内外光伏光热建筑一体化(BIPV/T)系统、地源热泵-光伏光热(PV/T)耦合系统的研究现状和发展方向进行综述及分析的基础上,针对当前建筑外围护结构中光伏可利用面积较大却未被完全利用及阴雨天光伏余热供应不足的问题,提出了一种将地源热泵技术与BIPV/T系统相结合的耦合系统,即地源热泵-BIPV/T耦合系统...     

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。     

联合热泵的光伏光热一体化系统的性能评价

建立了联合热泵的光伏光热一体化系统和水冷式光伏光热一体化系统的数学模型,比较了两者的光伏电池温度、热水温度、电效率、热效率以及能量收益。研究结果表明,联合热泵的光伏光热一体化系统的光伏电池温度远低于水冷式光伏光热一体化系统,能达到较高的电效率和热效率。通过分析得出:联合热泵的光伏光热一体化系统的能量收益低于水冷式光伏光热一体化系统,但在以供热为主的情况下,联合热泵的光伏光热一体化系统具有明显的优势。     

太阳能光电——光热复合系统关键技术研究

采用聚光跟踪光伏发电技术,在相同发电功率等级条件下,光伏电池面积仅为常规的1／5,大大降低光伏发电成本;采用特殊结构和层压技术,研发出具备热交换和温控功能的聚光电池组件,确保晶硅电池片在60℃下工作,解决聚光带来的电池板温升过高而使光电转化效率降低的技术难题,并把聚光电池组件上无法转变成电能的太阳能以热水形式收集起来,再通过高效平板集热器对聚光电池组件热交换器流出的温水进行二次加热,获取80℃以上利用价值高的热水,使得光电光热综合转换效率〉55％。达到太阳能光电一光热综合利用的高效、低成本、实用化效果。     

基于PVsyst的既有建筑光伏一体化系统仿真与优化

目前,我国现有建筑数量十分庞大,为降低既有建筑的能耗,可在建筑表面敷设太阳能光伏板,为建筑提供照明以及办公等用电需求.以吉林建筑科技学院科研楼为研究对象,利用PVsyst软件对既有建筑的光伏一体化系统进行仿真研究,分析得出系统在4—8月份发电量较高.系统内太阳入射角度修正系数和光伏组件的运行温度造成的损失分别为2.8％和3.7％,可以通过改变光伏组件倾角和改善光伏组件的运行环境来减小上述损失.综上所述,利用PVsyst软件对光伏建筑一体化系统进行模拟,分析系统的各项损失,并提出优化方法是可行的.     

谈谈BIPV构件及其安装

阐述了太阳能发电与建筑的几种结合方式以及常用的一种与建筑结合的组件安装构件,并对实例进行了分析.指出光伏发电与建筑相结合将成为光伏应用最重要的领域之一,与建筑结合的(BIPV)组件安装结构件也将成为众多建筑、结构设计师关注的焦点.     

PV/T-SAHP系统实验研究

通过系统在不同运行模式下的实验研究,分析太阳辐照度、温度等参数对系统光伏光热性能的影响,结果表明光伏热泵组件发电效率比传统光伏组件提高16.4%;在获得同样热水情况下,混联运行比串联运行每天多输出1.7 k Wh的净发电量,热泵平均COP从1.9升高到3.4。间接式光伏热泵系统将集热器的热量在蒸发器与冷凝器间进行合理分配后,比直膨式光伏热泵系统具有更好的综合性能。     

CIGS-BIPV示范建筑的日发电性能分析

以惠州市潼湖科技创新小镇的铜铟镓硒建筑光伏一体化(CIGS-BIPV)示范项目为例,对该示范项目中示范建筑不同朝向立面上的铜铟镓硒(CIGS)薄膜光伏组件在夏季、冬季典型日的发电量特点和变化规律进行分析,结果显示：1)初夏的5月12日,安装在东南侧、西南侧、东北侧的CIGS薄膜光伏组件的日发电量大体相当,西南侧安装的CIGS薄膜光伏组件与东南侧、东北侧安装的CIGS薄膜光伏组件的日发电量曲线大致呈镜像关系。2)初冬的11月22日,安装在东南侧、西南侧的CIGS薄膜光伏组件的日发电量大体相当,均是安装在东北侧的CIGS薄膜光伏组件的约3倍。3)安装在东南侧、西南侧的CIGS薄膜光伏组件在11月22日的高效率发电时长高于其在5月12日的,发电量更大;安装在东北侧的CIGS薄膜光伏组件在5月12日的发电量是在11月22日的2.5倍。该研究结果可为采用薄膜光伏组件的BIPV项目和低纬度沿海地区的光电建筑应用提供借鉴。     

建筑节能与光伏屋顶通风腔的仿真与分析

在光伏建筑一体化中,带通风腔的光伏组件主要通过对流和辐射换热向外界进行散热,通风腔的设计不仅影响着组件的温度,而且影响着屋面的热工性能。为此,对带通风腔的光伏屋面进行理论分析和仿真模拟,提出最优方案,使得通风腔光伏建筑更具节能效果和经济性,加快光伏建筑工程化应用。     

复合抛物面聚光光热光电耦合供能装置性能研究

鉴于非跟踪复合抛物面聚光器光线接收率受入射偏角影响较大,设计一种复合抛物面聚光光热光电耦合供能装置,通过在复合抛物面聚光器入光口增设板背相对的双面光伏组件,将逸出光线再次接收以实现电能输出,利用光学仿真软件对该装置光学性能进行理论分析,对比研究光线入射偏角对装置光线接收率的影响机理,基于光学计算结果,搭建复合抛物面聚光光热光电耦合供能装置性能测试实验台,在晴好天气下,探究接收体形状对装置空气介质温升、光热转化效率、腔内温度等的影响,分析光伏组件随运行工况的变化规律。结果表明,相比于传统复合抛物面聚光器,入射偏角α对该装置光线接收率影响较小,α=12°时装置光线接收率为97.5%,比同尺寸参数复合抛物面聚光器光线接收率增加了47.73%,空气流速为2.87 m/s时,内嵌米字型接收体装置的最大进出口温差为14.6℃,比内嵌网状接收体时高4℃,光线正入射时,两者的平均光热转化效率分别为77.27%与61.28%;2号光伏组件的最大发电功率为0.77 W,比1号光伏组件增加45.28%,该技术对于提高非跟踪复合抛物面聚光装置综合性能具有参考价值。