太阳能热电联供组件光电热耦合与性能研究

针对由聚光器与光伏光热(Photovoltaic/Thermal,PV/T)器件构成的太阳能热电联供组件,建立太阳能流在组件中传递的光电热耦合理论模型,在稳态条件下,用理论模型计算组件电热输出性能并进行实验检测。结果表明:理论计算组件光电效率为13.1%,光热效率为53.0%;实验检测组件光电效率为13.0%,光热效率为52.8%,理论与实验结果吻合较好,说明理论模型计算准确。研究过程发现,环境温度对组件光热效率影响较小,原因在于聚光器替代大部分PV/T器件使得PV/T器件顶部热损失面积降低,进而降低了组件热损失。

不同类型太阳能辅助三联供系统的评价与案例分析

为了研究太阳能光热辅助三联供系统(ST-CCHP)、太阳能光伏辅助三联供系统(PV-CCHP)、太阳能光伏光热辅助三联供系统(PVT-CCHP)在4种配置方案下,分别以电定热(FEL)和热定电(FTL)运行模式运行时,各项评价指标的变化规律,建立了热力学、经济性、环境性3项评价指标,以综合性能指标最高为目标函数进行优化。结果表明,在同一配置方案及运行模式下PVT-CCHP系统仅能保持一次能源节约率最高,年度总成本节约率、CO2减排率、综合性能并不始终优于ST-CCHP、PV-CCHP系统。ST-CCHP系统一次能源节约率、CO2减排率、综合性能则维持在最低水平。

基于动态运行策略的太阳能分布式供能系统设计运行联合优化

提出将光伏剩余电量按照可变比例分配给储能电池及市政电网的动态运行策略,建立基于该策略的并网太阳能分布式供能系统设计运行联合优化模型,在不同分时电价下基于遗传算法对模型寻优,并将动态运行策略与对照运行策略(剩余电量优先并网或优先分配储能电池)下的系统运行结果进行比较分析。以陕西某乡村典型民居建筑为例进行分析,结果表明:1)分时电价的峰谷价差较大时,动态运行策略可有效降低太阳能分布式供能系统成本;2)分时电价的峰谷价差对于动态运行策略下储能电池的容量配置具有较大影响:峰谷价差越大,储能电池的配置容量越大;3)光伏度电补贴对3种运行策略下的系统成本影响程度为:动态运行策略>策略B(剩余电量优先分配储能电池)>策略A(剩余电量优先并网)。

家庭太阳能电-热联产联供云监测系统设计

为满足对家庭太阳能电-热联产联供系统实时数据采集、监测、分析以及智能管理的需求,研究了一种面向家庭太阳能电-热联产联供系统运行状态的云监测方案,阐述了系统总体架构、组成以及数据通信方式,分析了基于云计算的数据服务器的搭建方法和.NET框架下PC客户端监测功能的开发方法,并完成了对系统研发和测试;经实验测试该系统运行可靠,验证了太阳能联产联供云监测系统的稳定性和可行性,为家庭太阳能综合供能系统的能耗管理、高效运行提供了数据支撑,具有一定工程实用价值。

中高温热泵辅助太阳能三联供系统的实验研究

本文建立了利用中高温热泵作为辅助方式的太阳能三联供实验系统,开发了基于触摸屏操作的系统数据采集及运行监控系统(SCADA),并进行了采暖性能实验。结果表明,在12月份每天10:00￣14:00范围内,太阳能可以单独进行采暖,其它时间需要辅助,高温水箱在正常运行时温度一般都维持在45℃左右,12月份实验系统的太阳能保证率为64.6%。在3月份太阳能一天的蓄热量可以达到83.5kWh,热泵工作的性能系数为4.21。

浅谈基于物联网的太阳能热电联供果蔬干燥系统设计

新疆已成为我国最大的干果制品、番茄酱、啤酒花等农产品主要生产基地,果蔬干燥加工需求较大,传统自然晾晒周期长而化石能源驱动机械化烘干又存在高能耗和环保压力。针对上述问题,本文设计一套基于物联网的太阳能热电联供果蔬干燥系统,系统包括晾干塔、热循环单元、光伏发电单元和物联网监控单元,能够设置不同模式对葡萄、番茄、辣椒等不同类型蔬果进行干燥加工,采用无线通信实现晾干塔内检测数据的组网传输,发送到数据中心,方便农户及时监控果蔬干燥进度,能够实现果蔬快速清洁干燥。

太阳能冷热电联供系统在城市建筑中的适用性分析

以太阳能冷热电联供集成系统为研究对象,设计了光伏组件、太阳能集热器与冷热电联供集成系统。以传统分供系统为参照对象,通过"以电定热"和"以热定电"两种运行方式,提出了一定区域内光伏组件和太阳能集热器的功率公式,并以节能减排率作为该系统的评价指标来评价太阳能在3种典型城市建筑(办公建筑、商业建筑、住宅建筑)中的合理使用方式。结果表明,以热定电模式运行时,太阳能联供系统在办公建筑中存在太阳能的最佳耦合方式;以电定热模式运行时,太阳能联供系统在不同建筑中均以光伏形式耦合。

提高高速公路太阳能供电全程监控外场设备的冬季完好率

冬季受太阳光照射强度、时间长度等因素的影响,京台高速德州段全程监控外场设备冬季完好率较低。通过实验和实践总结出一套解决方案,提高了设备完好率,实现了高速公路全程监控系统全天候工作的目标。

燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统

介绍了燃气炉与太阳能联合采暖和制冷系统;阐述了太阳能采暖和制冷系统的设计方案、系统的构成、工作原理、主要的技术参数和控制方法;分析了系统的效率;提出了传统太阳能制冷系统的改造方法;给出了新型的太阳能冷-热并供系统;提出了本系统的技术特点,并指出了在使用中应注意的问题。

正弦型肋片太阳能空气集热器的数值模拟

本文提出了一种正弦型肋片太阳能空气集热器,采用三因素三水平的正交试验法,对不同肋片参数的模型进行数值模拟,得出最优肋片参数组合为:波纹幅值15 mm,波纹周期100 mm和肋片高度45 mm。研究表明:在10时至15时的典型工况下,太阳辐射照度变化集热效率的影响较小。空气流量在0.03~0.08kg/s范围内,相较平板型肋片太阳能空气集热器,正弦型肋片太阳能空气集热器的平均集热效率高约4.9%、热迁移因子高约0.045,其热损系数则降低0.112 W/(m;·K),表明优化后太阳能空气集热器具有较高的集热性能和较低的热损失。

基于能量自采集的无线传感器网络网关切换机制研究

针对野外传感网系统中采用太阳能供电的网关因天气变化而产生能量供给失效的问题,研究了基于历史能量采集信息和实时气象信息的多网关切换方法。首先基于气象信息决定需要切换的网关和网关切换的时机;其次提出了一种网关选择算法(Easi GS),根据候选网关剩余工作时间让节点先验式选择网关接入,以避免网关失效带来的数据丢失问题,并通过最优网关接入方法降低系统中采集节点的整体能耗;最后根据实际应用关注的数据发送频率、网关恢复时间、节点与候选网关之间的传输距离等信息,通过概率统计的方法对Easi GS的计算开销进行了进一步优化。仿真实验表明,Easi GS能使系统整体能耗达到最优,并且优化后的Easi GS能够有效降低节点上的计算量。