新型PV/T太阳能利用复合系统的实验研究

为提高PV/T系统太阳能利用率,同时获得可利用的热水和电力,将铝合金背板型单晶硅光伏组件和自行设计制作的不锈钢扁盒式集热板相结合,用导热硅胶加以粘接制成新型光伏光热一体化(PV/T)复合系统,该系统实现了光伏组件与集热板之间良好的粘接性、绝缘性和热传导,并在昆明地区对系统进行测试,分析了系统在不同水箱水容量及不同天气工况下运行的光电光热性能。结果表明,系统在75kg水箱水容量(m)晴天工况下运行效率更高,系统的平均电效率、热效率、综合效率及综合性能效率分别在14%、37%、51%、70.72%左右,与系统在50kg水箱水容量晴天或75kg水箱水容量多云工况下运行相比,综合性能效率约提高了11.86%或2.09%。与独立的光热或光伏系统相比,具有占地面积小、太阳能利用率高、更经济等优势。

一种新型全铝扁盒式PV/T热水系统

将单晶硅光伏电池与全铝扁盒式太阳能热水器集热板通过特殊工艺粘结起来,制成了一套自然循环式光伏光热一体化(PV/T)系统,在利用太阳能发电的同时提供热水。于04年7月-10月在合肥地区进行了室外实验,测试并讨论了该系统以不同水量和不同初始水温运行时的光电光热性能。结果表明,当m/Ac>80kg/m2时,这种PV/T热水系统的发电效率在10.15%左右,热效率在50%左右,光电光热总效率可以达到60%左右,光电光热综合性能效率可以达到70%左右。相对于单纯的光伏系统或自然循环式太阳能热水系统,这种PV/T热水系统具有占地面积小、综合效率高等优点。

新型扁盒肋片式太阳能集热器的数值模拟与实验研究

建立了扁盒肋片式集热器的CFD模型,对集热器内部流体的流动与换热进行了数值模拟。搭建了太阳能光伏光热实验系统,进行了冬季实验测试。模拟结果与实验结果较吻合,验证了模型的可靠性。结果显示:出口温度随入口流量的增大呈曲线形下降,每小时集热量呈线性增长,流速为0.5~0.6 m/s时,温度衰减率为10%左右,每小时集热量增加率为12%左右;出口温度和每小时集热量均随热源温度的升高呈线性升高和增大,整体增长33.33%左右;温度分布呈双曲线形,圆柱肋片处产生对称涡旋;冬季工况下,实测PV/T系统发电效率在10%以下,集热效率为12%左右,水箱温度为25℃左右。