太阳能电热联产技术研究综述

该文综述了目前电热联产系统(photovoltaic/thermal，PV/T)的研究现状。系统地比较了目前的研究进展，首先概述了PV/T系统的发展，总结了各类(气冷式和水冷式，平板式和聚光式)PV/T系统的结构特点，分析比较了各类PV/T系统的性能。为分析PV/T系统效率，详细介绍了PV/T系统效率的试验测试方法和基于辐射传递模型和热平衡模型的理论计算方法。同时分析了目前的研究热点：与建筑一体化的PV/T系统及聚光PV/T系统。最后，结合各类PV/T系统特点，概述了目前PV/T系统的优点和存在的主要问题。     

太阳能光电-光热综合利用系统

太阳能储量巨大,分布广泛,清洁安全。但太阳能光伏发电存在成本较高和能量转化效率较低的问题。因此本文提出太阳能光电-光热综合利用方式。通过聚光降低成本,通过分频综合利用提高系统效率。在分频利用技术上,寻找具有特定吸收发射特性的纳米流体流经光伏电池上层．吸收光伏电池不能加以利用的部分能量。此外,利用光学薄膜,将光伏电池可利用的波段反射给光伏电池,其余部分的能量透射用以其他形式的能量转换。文章对两种太阳能光电-光热综合利用系统进行了设计和探索。结果表明,通过光电-光热综合利用能够对太阳能利用效率实现有效提升。     

SiO_2纳米流体透射率影响因素实验研究

利用高压微射流法制备了多种SiO2纳米流体,并用分光光度计结合积分球原理测试了不同粒径、不同体积分数及不同光程下SiO2纳米流体在太阳能辐射全波段的透射率.比较实验结果发现,SiO2纳米流体的颗粒粒径,以及其体积分数的不同对纳米流体的透射率有不同程度的影响.通过定制不同厚度的样品池,测试不同光程下SiO2纳米流体的透射率.实验发现:7nmSiO2纳米流体的透射率随光程的变化仍符合朗伯-比尔定律,而40nmSiO2纳米流体由于颗粒散射加剧导致结果偏离朗伯-比尔定律.     

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。     

天然气水合物开采技术研究现状与展望

天然气水合物是一种世界公认的最具潜力的清洁能源,目前我国对水合物的勘探开采研究正进入关键突破阶段,南海泥质粉砂天然气水合物成藏机理与赋存规律尚不明晰,开采过程水合物分解相变机制与安全、高效技术仍需进一步探明。本文重点介绍了包括降压开采、固态流化开采等在内的天然气水合物开采技术的研究与应用现状,并通过分析天然气水合物开采技术存在的问题给出了相应的发展建议。研究建议,推动天然气水合物、深部油气等多气源立体开采基础研究和重大工程;强化技术融合,推进理论与实践协同并进;推进天然气水合物中试尺度实验和多场耦合的数值模拟大科学平台建设;建立健全天然气水合物的相关标准等措施,以提升我国天然气水合物开采技术的研发水平和技术成熟度,以期早日实现天然气水合物的大规模商业化开发,服务于我国的能源安全战略。     

多孔介质断面可视化与孔隙度测量的MRI方法

磁共振成像(MRI)是一种无损的可视化检测手段,其应用范围逐渐由医学影像领域扩展到工程领域.多孔介质断面孔隙度分析通常是将样品进行磨片处理后采用显微镜、扫描电镜成像等方法,但是这种方法会造成样品无法重复利用.本文采用玻璃砂作为多孔介质样品,应用MRI多断面快速扫描技术对样品进行了成像实验.获取了样品一系列扫描片层的骨架...     

太阳能光热光电综合利用

太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、分光、热电联用等技术集成,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用,可极大地提高太阳能的利用效率,降低成本,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述,分析了聚光PV／T系统以及与建筑一体化设计的PV／T系统的未来发展方向。最后,结合各类太阳能利用系统的特点,比较分析了各种光热光电技术存在的问题,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。     

基于TDTR技术水合物热导率测量方法

四氢呋喃水合物（THF）是典形的笼形水合物,目前有关其热导率的报道较少,且都存在测量样品不是单一相、测量过程水合物发生分解等问题。采用基于飞秒脉冲激光的时域热反射法（TDTR）测量THF热导率。根据样品常温下是流体的特点,设计了可同时适用样品制备及TDTR测量的温控台,实现THF热导率非接触原位测量。获得THF热导率为0.6 W/(m?K),Al/THF界面热导为90.3 MW/(m²?K)。该实验结果有助于理解并完善固体水合物微观导热机理,明晰水分子笼子和客体分子的耦合关系。     

新型材料在太阳能热电联用中的应用

通过高压微射流分散法制备了稳定的纳米流体.用激光粒度仪观察了分散前后的粒径分布.纳米流体中颗粒的小尺寸效应使其对太阳能辐射体现出了与普通材料不同的特殊光吸收特性.当颗粒粒径远小于入射波长时,颗粒散射特性远小于颗粒吸收作用,其散射作用可以忽略.试验测试了多种颗粒粒径SiO2纳米流体的透射率.用太阳能模拟发生器模拟太阳能辐射,对表面加SiO2纳米流体的电池板的性能进行了试验研究,分析了SiO2纳米流体对电池板的开路电压、最大功率以及工作温度的影响.结果显示若能利用纳米颗粒特殊的光学性质改变介质某一波段的辐射特性,探索一种对太阳能可见光高透过、其他波段高吸收的纳米流体,将有望极大的提高热电联用系统的太阳能利用率.     

SiO2纳米流体粘度研究

利用醇盐水解法制备了单分散球形SiO2纳米流体,通过改变不同的参数条件控制颗粒尺寸大小,经透射电镜(TEM)和激光粒度仪分析,其粒度结果一致.在此基础上,对不同粒度和浓度条件下流体的粘度进行了试验研究和理论分析,发现在相同浓度的条件下,随着颗粒尺寸的减小,流体粘度递增.同时我们对低浓度下悬浮液粘度计算公式进行了修正,得到了新的实验关联式,修正式与试验值的最大偏差不超过5%.