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。

一种用于光电/光热综合利用的光谱选择性金属网格涂层

针对光电/光热综合利用(PV/T),提出一种纳米级金属(银)网格涂层,在太阳辐射波段(0.3~2.5μm)具有高透过率,在红外波段(2.5~25μm)具有高反射率,与全波段(0.3~25μm)高吸收/发射的PV/T吸收器结合可产生太阳辐射波段高吸收、红外低发射的光谱选择特性,从而显著降低PV/T的辐射热损。基于时域有限差分方法,模拟分析网格周期、宽度和厚度对金属网格涂层光谱特性的影响。结果表明:当纳米金属网格的周期为500 nm,厚度为50 nm、宽度为30 nm时,其太阳波段透过率达到0.90,红外反射率达到0.88。与已有ITO光谱选择性涂层相比,金属网格涂层的太阳辐射透过率提高20%,红外反射率提高24%,同时薄层电阻(5.3Ω/Sq)降低47%。

槽式聚焦光电/光热综合利用系统的性能研究

提出了一种典型的线聚焦太阳能光电/光热综合利用系统——槽式聚焦光电/光热综合利用系统,并建立了相应的系统模型。采用数值模拟的方法,分别在合肥地区春、夏季节的气候条件下,对不同的跟踪方式(东西向转动跟踪、南北向转动跟踪)、聚光比、冷却水流量以及辐照强度等相关参数对系统性能的影响进行了研究。

PV/T太阳能热泵系统的性能研究

提出一种新型的太阳能热泵系统———PV/T-SAHP系统,该系统具有光电/光热综合利用的功能;建立了PV/T-SAHP系统的动态模型,对该系统的运行特性进行了数值模拟。结果显示,PV/T-SAHP系统的电效率和热效率较传统的太阳能系统和热泵系统都有明显提高,运行能耗较普通热泵大幅度降低;系统PV/T蒸发器的面积、管间距、倾角等参数的变化对电效率和热性能会产生比较大的影响,是系统优化设计的关键因素。

有、无玻璃盖板工况对PV/T系统性能的影响

同时参考热力学第二定律和第一定律,以效率和能量效率作为判据,在一些结构参数和环境参数变化的条件下,对有、无玻璃盖板工况下 PV/T 系统的综合性能进行了对比分析,并尝试对玻璃盖板在 PV/T 系统中的应用给出一些建议。

太阳能CPC聚光建筑屋顶热电性能及建筑节能的理论研究

提出了一种附带有雨水收集功能的与建筑耦合的CPC聚光光伏系统,该系统主要包括集水箱、CPC、光伏电池板和矩形铝管等。利用集水箱进行雨天补水,晴天放水;CPC、光伏电池板置于屋顶表面,进行高效发电的同时,避免阳光直射辐射造成室内冷负荷增大;光伏板背部的中空铝制基板内嵌于建筑屋顶,其内通有收集的雨水,有效带走光伏余热。分析了冷却水流速和温度、聚光倍数对CPC聚光水冷系统性能的影响,室外空气流速和辐照度对3种不同形式光伏电池性能的影响,以及该系统的经济性。该系统降低了阳光直射屋顶表面所带来的建筑得热,有效降低了室内冷负荷,同时收集了雨水,并获得高品位电能,实现了与建筑的高度耦合及光电光热的综合利用,有效地降低了建筑能耗。

户式光伏空调系统性能的数值模拟

本文提出了一种新型的空调系统:PVAC系统,该系统具有光电/光热综合利用的功能。文中建立了PVAC系统的动态模型,对PVAC系统的运行特性进行了数值模拟。结果显示,PVAC系统的蒸发器出口的过热度对系统的性能和集热器热效率的影响的趋势几乎一致。根据模拟结果提出了PVAC系统性能达到最优的控制方法。

户式光伏空调系统性能的数值模拟

提出了一种新型的空调系统:PVAC系统,该系统具有光电/光热综合利用的功能。建立了PVAC系统的动态模型,对PVAC系统的运行特性进行了数值模拟。结果显示,PVAC系统的蒸发器出口的过热度对系统的性能和集热器热效率的影响的趋势几乎一致。根据模拟结果提出了PVAC系统性能达到最优的控制策略。

光伏电池温度对太阳能CPVT系统性能的影响

基于碟式聚光型光热光电综合利用技术(CPVT)系统的数学模型,推导系统集热效率与总能量效率关于电池温度的偏导数,从理论上分析电池温度对系统性能的影响规律.基于集热效率关于电池温度的偏导数,提出电池临界温度T crit的概念,其与对流传热系数、PV板发射率和聚光比相关.当电池温度T PV>T crit时,系统集热效率随电池温度升高而减小,T PV<T crit时,系统集热效率随电池温度升高而增大.通过模拟考察了不同风速、PV板发射率和聚光器面积情况下,系统性能随导热流体入口温度的变化趋势,验证了理论分析的结论.