光伏直驱变频多联机在严寒地区的经济性与碳排放量分析

在严寒地区,极端的气候条件和辐照强度的不稳定性给光伏直驱变频多联机的运行带来挑战。通过监测光伏直驱变频多联机在严寒地区近零能耗办公建筑中的运行情况,对实验期间的运行能耗进行分析。结果显示:光伏直驱变频多联机系统在实验期间的运行成本比普通多联机空调系统节省了约55.81%,经济效益显著。光伏直驱变频多联机系统的静态回收期小于10年。在建筑设计寿命20年以内,光伏直驱变频多联机系统的碳排放量比普通多联机空调系统降低了约56.95%,降碳效果明显。

光伏直驱的太阳能跨季节储热系统试验研究

针对太阳能跨季节储热系统中存在控制复杂、电耗较高等问题,文章设计一种光伏直驱的太阳能跨季节储热系统,并搭建试验平台,探究不同工况下系统电、热性能。结果表明,光伏直驱的太阳能跨季节储热系统运行无需控制系统及市电消耗,光伏电池通过影响水泵输入功率来控制系统流量,系统在2.45 m^(2)光伏电池驱动下,于辐照度420 W/m^(2)时启动。辐照度小于750 W/m^(2)时,流量变化趋势与辐照度变化趋势相同;大于750 W/m^(2)时,流量趋近稳定。该系统晴天与多云天太阳能储热率分别为35.68%和29.12%,较温差控制式系统分别高6.56%和7.29%,光伏利用效率分别为78.60%和86.01%。集热/储热流量比的变化对系统性能影响较小,应关注水泵启停辐照度的合理优化设计及蓄电池等储能装置的加入。

光伏直驱多联机空调系统的现状及展望

在“双碳”背景下,光伏发电技术得到了快速发展,光伏直驱多联机空调技术也取得了一定的进步。阐述光伏直驱多联机空调系统的研究现状以及未来的发展趋势,分析光伏直驱多联机空调系统的优势以及需要改进的地方,提出未来光伏直驱多联机空调系统的研究方向。

光伏直驱式热水系统流量特性的实验和理论研究

提出一种光伏直驱式热水系统,并建立系统的流量模型,研究和比较3种不同的连接方式(直接连接,光伏分组连接,通过最佳功率输出控制器(MPPT)连接)下系统的流量特性。搭建实验系统,实验验证模型的准确性。结果显示:在相同的启动辐照下,随着辐照度的增大,使用直接连接方式时,系统流量先增大后基本恒定;使用光伏分组连接的方式时,系统流量先基本恒定后逐渐变大;使用有MPPT的连接时,系统流量基本呈线性升高。此外,直接连接方式所需的太阳电池最多,采用有MPPT的连接方式所需的太阳电池最少且其太阳电池的输出效率也最高。但光伏分组连接方式最具经济性。考虑到经济性和稳定性,光伏分组连接方式应为此类热水系统的首选连接方式。该研究可对光伏直驱式热水系统中光伏与泵的连接方式的设计提供参考和依据。

光伏直驱冰蓄冷空调系统性能分析

为克服太阳能空调间隙性制冷,解决长时间稳定供冷问题,搭建一种光伏直驱冰蓄冷空调系统。针对系统在不同工况下运行稳定性以及不同工作模式下蓄冷供冷特性进行实验研究。实验表明,系统采用19 m^2光伏组件,保障系统稳定运行的辐照度下限为148 W/m^2。系统采用制冰蓄冷后融冰供冷模式运行,制冷系统额定输入电功率为2.2 kW,制冰量为165 kg,COP为0.23。研究发现,制冰蓄冷过程中系统COP随蒸发器表面冰层厚度的增加而减少,因此优化系统运行模式为制冰蓄冷并同时融冰供冷模式,COP达到0.36,较优化前提升56%。

光伏直驱空气源热泵储能供暖性能分析

为探究光伏直驱空气源热泵系统冬季供暖性能及系统各部件间匹配特性,构建光伏能源直接驱动变频压缩机运行的空气源热泵供暖系统。研究表明,该系统具有较高的光—电—热转换效率及运行稳定性,户用及商用供暖模式下系统COP均达到0.310以上,系统在面积为20.4 m^2的光伏组件驱动下,当太阳辐照度达到161 W/m^2以上即可保障系统压缩机的稳定运行。基于蓄热水桶储热量与房间热负荷高度匹配的设计,通过变量相关性分析,探究太阳辐照度对压缩机功率、热泵制热量的影响规律,得出太阳辐照度与制热量间具有高度的线性匹配关系,并进一步提出提高系统太阳能利用率的优化方案,为后续的系统改进工作奠定基础。

光伏直驱冰蓄冷空调系统电能特性及蓄冷供冷性能分析

构建了一套由光伏直接驱动压缩机制冰蓄冷的空调系统,在典型多云天气下对压缩机运行稳定性及系统蓄冷供冷特性进行实验研究.实验结果表明,光电转换效率为10.99%,光伏逆控一体机的平均逆变效率约为96%,经逆变变频后三相电压、电流的最大不平衡度约为0.75%和1.99%;当瞬时辐照度大于111 W/m^ 2时,系统压缩机即可正常启动且稳定运行,系统性能系数为0.232.系统在白天工作9 h进行蓄冷,可以在夜间为26 m^ 2房间供冷7.4 h.

光伏直驱系统运营效益计算探索

以光伏直驱系统的运营效益为研究对象,引入光伏能直驱保证率的概念,介绍其对运营效益的意义,并结合光伏直驱变频离心机系统工程实际,给出光伏能直驱保证率具体的计算方法。结果表明:光伏能直驱保证率反映了光伏直驱系统的能源管理利用情况,是运营效益重要的评价指标,具体工程可使用两种不同的计算方法,优选间接计算法。

变转速光伏直驱分级制冷冰箱的实验研究

为提高制冰速率,提出了一种变转速的光伏直驱双蒸发器分级冰箱,并对其进行实验研究。分别研究冰箱的制冷模式、环境温度变化和光伏板-电压放大器匹配对制冰性能的影响。与非速冷模式相对,速冷模式冰箱提前1.5h开始制冰,冷却速率提高62.5%;环境温度从10℃变化到30℃,冷却速率下降37.2%;150W-360倍与125W-300倍两种光伏板和电压放大器组合,速冷模式下前者比后者冷却速率提高了18.6%,制冰量提高27.8%。实验结果表明,双蒸发器分级冷却方案可以实现速冷,环境温度对冰箱的速冷性能影响显著,光伏板和电压放大器合理匹配能有效提高冰箱的性能。

不同功率驱动系数下光伏直驱冰蓄冷空调系统性能及老挝地区适用性分析

对光伏直驱冰蓄冷空调系统压缩机在不同驱动功率配比下的实验数据进行分析,结果表明,驱动功率系数为1.17时系统具有较高的运行稳定性,功率系数为1.02时适用于晴天工况,系数为0.88时长期欠功率运行会影响压缩机使用寿命.根据老挝气象数据对比分析可得,所设计系统在老挝不同地区均具有较好适用性,可以满足不同地区的用冷需求,为太阳能光伏空调在老挝及其他东南亚国家的推广使用提供理论及实践基础.

基于光伏直驱变频式离心机系统的三元换流控制方法

针对目前市面上缺乏可应用于光伏中央空调系统的DC/DC稳压设备,以及常规光伏空调存在的能量损耗较大、能量不能实时上网等问题,提出一种无DC/DC和DC/AC等传统变流环节的光伏直驱变频式离心机系统;在系统及其3个独立单元之间建立能量平衡关系,采用三元换流控制方法对3个独立单元进行联动控制,实现能量的双向流动及实时切换。通过仿真建模及系统试验,证明该系统方案的可行性以及控制方法的合理性。

应用于办公建筑的光伏直驱空调及其模块化低压直流配电系统设计

基于分布式局域能源互联网(G-IEMS)架构,进行办公建筑的光伏直驱空调以及低压直流配电系统的设计。通过光伏直驱空调就近利用分布式光伏建筑屋顶发电,缓解办公建筑空调能耗过大的问题,同时提出低压直流配电系统设备的模块化设计思想,对低压安全直流配电系统进行探索。

用于光伏直驱离心式冷水机组的变频器冷却性能试验研究

本文针对具有相变冷却方式的光伏直驱冷水机组的变频器搭建实验系统,研究散热性能,并优化设计。实验系统由水系统、供电系统组成,供电系统包括光伏模拟电源、电网。实验使变频器产生不同发热状况,结果表明,在500 k W空调运行模式中,整流模块稳定在45.0℃;520 k W光伏发电模式中,冷却输出无法匹配负荷变化速率,整流模块温度在23.2℃~57.3℃波动,缩短调节周期后温度稳定在42.0℃;在低功率运行中,冷却输出能力过大、柜内露点温度高使模块温度低于13.0℃并发生凝露,采取提高除湿能力、限制冷却输出措施后未发生凝露。优化后的设计将提高变频器冷却性能。

光伏直驱电器控制器国际标准研究

不同的光伏直驱电器性能和功能上存在差异,核心部件控制器需要建立统一的要求。在分析比较现有相关标准的基础上,我国提出IEC 63349-1和IEC TS 63349-2两项标准草案,其中,IEC 63349-1规范了光伏直驱电器控制器的通用要求,IEC TS 63349-2定义了光伏直驱电器控制器的运行模式和显示方式要求。通过对两项标准的研究,有助于企业对光伏直驱电器控制器的设计、制造、选型和检测认证。

光伏直驱空调系统电能能效测评研究

光伏直驱空调系统是一种同时实现光伏发电和空调用能的新型设备,它的智能变流器模块将光伏阵列所发出的直流电能直接供给光伏直驱空调,减少了中间的交流转换环节,能源利用效率提高。由于光伏发电功率及光伏直驱空调用电功率的实时变化,2种能源在3个端口间流动的过程复杂,如何评价该种多源多端设备的电能能效一直受到关注。以往采取对智能变流器模块在各工作模式下的电能转换效率进行测试评价的方法,但是存在测试过程长、测试数据多、与实际工作运行工况差异大等问题。本文通过对比测试和研究,将能源综合利用率作为光伏直驱空调电能能效的评价指标,评价工程实际运行性能,为工程现场直流侧发用电能计量分析提供依据。

光伏直驱直膨式热泵热水器变转速运行特性实验研究

本文提出了1种基于无保温微通道光伏/吸/集热器(PV/T组件)的直流直驱直膨式热泵热水器系统,PV/T组件的光电通过最大功率跟踪控制器(MPPT)直接驱动热泵系统的直流压缩机,光热由热泵系统的蒸发器吸收提质加热水箱中的热水,实现了太阳能与热泵品位对口的系统集成。为提高系统运行效率及可靠性,设计了压缩机转速随太阳辐射变化而阶梯变化的变转速运行工况,并进行了实验研究。结果显示:系统发电量大于热泵运行电量消耗,可实现离网运行。随太阳辐射强度增加而采用压缩机转速升高的运行方式,可控制PV/T组件温升,其平均电效率、热效率与总效率分别为19.65%,48.8%和68.4%;90 L水从18.8℃加热到52.8℃仅用时210 min,系统平均能量利用效率和性能系数分别为68.4%和6.84。随太阳辐射强度减小而采用压缩机转速降低的运行方式,可维持较高的能量利用效率与系统性能系数,系统平均能量利用效率与性能系数分别为93.8%和5.52。

一种光伏直驱空调的直流电能计量及电能质量检测装置

为了精确评估光伏直驱空调的并网电量以及电能质量,采用FM33A048管理芯片与RN8209G计量芯片设计了一款直流电能计量及电能质量检测装置。电能计量通过电压、电流采样,经管理芯片计算获取,其中直流电压通过隔离单元进入计量芯片,直流电流经过分流器、采样电路分别进入计量芯片与管理芯片,隔离电压与两路电流采样的方式有效提高了计量装置的全范围测量精度;电能质量通过后台软件实时读取检测装置瞬时数据统计电压、电流、功率的波动情况进行评估。测试表明,检测装置运行正常,计量精度达到0.02%,电能质量评估周期为1s。

基于动态负载跟踪的光伏空调系统MPPT控制

为了提高光伏空调系统(光伏直驱变频多联式空调(热泵)机组系统/光伏直驱变频离心式冷水机组系统)中光伏单元的转换效率,根据光伏空调系统的能量平衡特性,通过对该系统负载单元及电网单元进行功率预测确定光伏单元下一时刻的输出功率需求值,同时结合电导增量法的实现原理,设计步长选择的PI控制环路,实现光伏空调系统的动态负载跟踪MPPT控制。利用Matlab/Simulink环境下搭建的光伏空调仿真模型,验证动态负载跟踪MPPT控制方法的精确性和快速性。

珠海某影视城光伏空调系统设计与分析

在常规能源价格不断上涨,能源形势日趋紧张的今天,可再生能源的大力推广已然成为缓解能源危机的有效方式。光伏发电技术从90年代开始快速发展,年产量和装机容量不断增长,而且电池的转换效率也在不断提高。而同时,随着人们生活水平的提高,空调能耗在建筑能耗中的比例越来越大,空调系统的节能也越来越引起人们的重视。光伏空调系统在太阳能电池工业的迅猛发展和节能减排的需要促使下应运而生。本文主要以实例介绍了格力光伏离心机空调在暖通系统的设计和计算。