新型太阳能光伏光热综合利用装置性能的实验研究

提出了一种具有双层集热板的新型太阳能光伏光热综合利用装置.搭建实验系统,在相同的太阳辐照条件下,对新型太阳能光伏光热综合利用装置和普通光伏板的性能进行了对比测试.实验结果表明:新型太阳能光伏光热综合利用装置的平均表面温度比普通光伏板低4.3℃,平均电效率和平均火用效率分别比普通光伏板高0.22%和2.42%,集热效率为45.8%,光电光热综合性能效率达到72.8%.

一种太阳能光伏光热综合利用技术

为提高太阳能利用的效率和减少系统制取热水及供暖时的能耗,降低采暖及发电过程中的运维成本,利用太阳能光伏光热集热板(以下简称PVT)将太阳能转化为电能和热能,通过太阳能空气能热泵将低品位热能提高至较高品位(55℃),同时降低PVT温度,从而实现PVT发电效率的提高,太阳能的综合利用率高达60%以上。此种技术在一定程度上提高了太阳能电池板的发电效率和提高热泵制热时的能效比,减少了热泵在冬季制热的除霜工作,基于此技术建立的系统适用于热水需求较大且恒定的场所,但是系统初始投资较大,推广较为困难。

太阳能光伏光热PV/T组件在建筑设计中的应用

建筑领域“双碳”目标的提出,使得降低建筑能耗成为目前亟需解决的问题。可再生能源同建筑领域的有机结合被认为是解决建筑能耗的重要环节。通过对太阳能光伏光热技术的发展进行总结,研究太阳能光伏光热技术在建筑领域中的设计方法,提出了对未来光伏光热建筑一体化的设计思考,为以后太阳能光伏光热PV/T技术产业的发展提供参考。

基于太阳能光热发电技术的光伏系统设计研究

太阳能光热发电技术与光伏发电技术、热储能构件等的相互衔接能够满足系统全天候、多环境的持续性发电需求,实现长时间的高品质电能输出,是当今社会最炙手可热的清洁能源开发与利用技术之一。文章从太阳能光热发电技术的应用方向出发,对塔式光热发电、槽式发电等系统进行了科学阐述,提出一种基于太阳能光热发电技术的光伏系统设计思路,并对该系统的运行效益进行了相应的实验分析,以期为光热发电技术领域的发展夯实理论基础。

面向大型综合交通枢纽供电的太阳能光伏发电量预测研究

面向大型综合交通枢纽供电的光伏发电时间跨度较大,导致传统方法预测发电量的准确率较低。因此,提出面向大型综合交通枢纽供电的太阳能光伏发电量预测研究。首先获取影响太阳能光伏发电量的气象因素,如光照和温度等,并将其经过预处理后作为预测模型的输入特征参数。其次构建一个BP神经网络模型,将历史气象数据与历史大型综合交通枢纽供电数据输入到模型中,进行学习训练得到面向大型综合交通枢纽供电的太阳能光伏发电量的预测结果。实验结果表明,设计方法预测的发电量与实际发电量之间的拟合度高达0.978,预测性能优越。

太阳能光伏光热/催化净化复合技术的研究进展

太阳能光伏光热综合利用系统(PV/T)可产生电能和热能,综合效率大幅提升,但仍存在功能有限、全光谱利用率不高、对回收热能利用形式单一等问题。针对当前PV/T存在的问题,提出太阳能光伏光热/催化净化复合技术的新概念、新系统和新功能。该复合技术实现发电、采暖和净化等多样化功能,并开发了多种太阳能光伏光热/净化建筑一体化系统,不仅进一步提高了系统的综合利用效率、增强了功能性,且提升了室内热环境和空气品质。该文介绍了作者近年来的研究,包括光/热催化型Trombe墙系统、光/热催化型光伏光热复合墙系统、光/热催化型光伏通风窗系统和光伏光热/热除菌杀毒系统,拓展了太阳能光伏光热建筑一体化系统的研究和应用,为实现太阳能在建筑上的高效多功能利用以及营造健康舒适的室内环境提供新方法。

低能耗技术在太阳能光伏电池设计中的应用

随着全球能源紧缺与生态环境破坏问题日益严重,节能降耗成为当前时代发展的主旋律,各行业都在寻求节能减排、绿色低碳的转型发展之路。太阳能光伏电池系统作为现今应用广泛、环保效率可观的能源利用方式,备受社会关注。当前世界太阳能电池的利用效率还未开发到极致,仍有较大的进步空间。为更好地提高太阳能电池系统的能源转化效率,实现更高效的节能降耗,人们开始思考如何对太阳能光伏发电系统进行优化。由种法力和滕道祥编著、化学工业出版社出版的《硅太阳能电池光伏材料》一书,对太阳能电池系统的基本原理、硅材料制造工艺与方法进行说明,以期为人们优化太阳能光伏发电系统提供参考。

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%。

太阳能光伏光热综合利用技术在建筑上的应用研究

当前,世界正面临着能源格局深度调整、全球应对气候变化问题加剧的严峻挑战,而气候变化问题的根源是过度依赖化石能源的生产和消费方式,本质也是能源问题。在建筑上应用太阳能高效利用技术,降低建筑能耗中常规能源比例,是实现绿色能源利用、社会低碳发展的重要途径。

基于光热光伏耦合供能新型复合抛物面聚光器性能探究

非跟踪式复合抛物面聚光器瞬时集热量受入射偏角影响较大。文章通过在传统复合抛物面聚光器焦斑上方布置板背面为镜面的光伏组件,实现对逸出光线的再次利用,提高了装置的太阳能转化效率。利用光学软件对基于光热、光伏耦合供能新型复合抛物面聚光器进行了光线追迹,对比分析了径向入射偏角对光线接收率的影响。在实际环境中,测试、研究了新型复合抛物面聚光器进、出口温度、瞬时集热量、输出电功率等随时间的变化规律。结果表明,新型复合抛物面聚光器与传统复合抛物面聚光器的光线接收率随入射偏角变化趋势一致,当径向入射偏角为20°时,新型复合抛物面聚光器的光线接收率为89.00%,比传统复合抛物面聚光器增加了72.82%。在晴天集热中,新型复合抛物面聚光器最大出口温度为34.2℃,最大光热转化效率为73.40%,日输出电功率为118.40 W。

太阳能光伏光热高效综合利用技术

太阳能的高效综合利用对于能源可持续发展和碳达峰、碳中和战略目标的实现具有重要意义。首先,针对光伏和光热2种最主要的太阳能利用方式,系统介绍光伏发电技术的主要类型、研究现状和发展趋势,以及光热利用中热发电、建筑采暖与制冷、海水淡化和工业供热的现状和发展趋势;然后,探讨了光伏光热一体化技术的基本原理、主要类型和研究进展,特别讨论了与相变传热方式相结合的集成技术;最后,对灵活多变的多种“光伏+”太阳能利用技术进行了简单介绍。光伏、光热、光伏光热一体化和“光伏+”技术仍处于高速发展时期,存在大量的技术增长点和巨大的应用潜力,对解决能源和环境危机,保持人类社会的可持续发展意义重大。

太阳能光伏光热利用的研究进展

首先对当今发展较为成熟的太阳能光伏发电技术、太阳能热水器和太阳房采暖的性能和发展进行了介绍,概述了这3项技术各自的优点和当前发展所面临的问题,指出发展新工艺、提高系统可靠性、扩大市场规模和出台相关政策支持是当前发展这3项技术的关键。然后总结了国内外相关学者对于太阳能热泵及太阳能光伏光热综合利用的研究,介绍了当今这两项技术的优越性和研究热点。该工作对于提高太阳能利用技术、提高清洁能源利用率有比较积极地意义。

光伏光热-双源热泵系统地区适用性研究

利用TRNSYS软件建立了光伏光热-双源热泵(PV/T-DSHP)系统仿真模型,选取拉萨和上海对PV/T-DSHP系统的运行特性进行了模拟分析,对不同室外气象条件(环境温度、太阳辐照度)下单一光伏-空气源热泵(PV-ASHP)系统和光伏光热-水源热泵(PV/T-WSHP)系统的性能系数进行了对比分析。结果表明:PV/T-DSHP系统在拉萨和上海的供暖季平均系统性能系数(COP s)分别为4.23和3.34;在太阳能资源一般区和丰富区,PV/T-WSHP系统较PV-ASHP系统在根据环境温度和太阳辐照度划定的最佳COP*s运行区域内运行更具性能优势。

基于模型-数据联合的光伏-光热系统储能量预测

提出一种模型-数据联合预测方法,通过机理分析建立对象动态模型,并引入未来太阳辐射强度、用户负荷预测数据进行即时模型预测,通过注意力机制改进的卷积-长短时记忆混合神经网络建立数据预测模型,并引入历史数据进行滚动数据预测,然后利用卡尔曼滤波器对2种预测模型的输出结果进行融合,实现储能量的联合预测。结果表明:联合预测兼具2种方法的优势,能很好地解决储能量预测误差随时间累积的问题,并能够及时表征气象因素突变和系统运行方式改变时储能量的变化情况,在各种天气状况下均具有良好的预测精度。

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CNT/Ag纳米流体的分光谱太阳能光伏光热系统实验研究

传统太阳能光伏光热(PV/T)系统的光电转换和光热转换过程耦合在一起,对太阳能全光谱能量的利用率较低,为使得光电、光热过程解耦,该文探究Ag、CNT、CNT/Ag纳米流体作为分光谱PV/T系统媒介时的光谱及能量性能。首先对不同浓度纳米流体的光谱性能进行测试,然后通过实验研究不同浓度的CNT/Ag纳米流体对系统电效率和热效率的影响。结果发现相比于Ag纳米流体,浓度为1×10^(6)、3×10^(6)、5×10^(6)、1×10^(7)μg/m^(3)的CNT/Ag纳米流体在太阳电池光谱响应区的透过率分别上升了8.6%、9.3%、8.5%、9.2%,响应区外波段的吸收率增加了30.4%、44.5%、58.4%、56.7%。系统电效率最高为8.2%、热效率最高为45%,当CNT/Ag纳米流体浓度为5×10^(6)μg/m^(3)时,分光谱容器效率最高为18.3%时热效率达到了43%,电效率为7%。

新疆光伏利用水平综合评价指标体系研究分析

针对新疆光伏电站弃光限电严重,运行情况不理想问题,构建了反映光伏资源特性、光伏电站类型及光伏出力等因素的光伏利用水平评价指标体系。采用改进层次分析法(IAHP)和模糊综合评价法(FCEM)相结合的方法,综合评价光伏利用水平。以新疆某光伏电站为例,对光伏利用水平指标体系和评价方法进行验证,结果表明建立的光伏利用水平综合评价指标体系有助于确定影响光伏利用水平的主要因素,改善光伏电站的运行,具有一定的理论意义和工程应用价值。

双流体型光伏光热屋顶组件的热、电性能实验研究

文中提出一种无盖板的双流体型光伏光热屋顶组件,通过将管板式水冷流道与折流板式空冷流道组合,降低组件水容量、提升空气出口温度,实现组件热水、热空气两种热能形式的供应。通过搭建具有稳定测试环境的性能测试试验台,研究组件工质进出口温差、光伏电池温度等随太阳辐照度、工质流量的变化情况,对组件全天热、电性能进行分析。结果表明,该组件光伏电池冷却效果明显,水冷、空冷模式下电效率最高可达16.8%、17.6%,拥有较高的全天综合性能,全天综合利用率最高为74%。

太阳能光伏—光热互补利用技术研究综述

作为一种清洁的可再生能源,太阳能资源已经在全世界范围内得到了广泛的应用。传统的太阳能利用方式中,单一光伏利用技术与单一光热利用技术由于自身原理的缺陷,均存在着能量损失较大、能量利用效率较低的问题。光伏—光热互补利用技术通过对两者进行耦合,可有效提升太阳能的整体利用效率。主要对该技术的分类、原理与研究现状进行了汇总、概述。

光伏/光热联合空气源热泵系统的性能研究

为了改善传统光伏发电系统的运行性能,提出了一种光伏/光热(PV/T)联合空气源热泵系统,介绍了该系统的工作原理和运行方式,研究了该系统的综合性能评价方法,然后利用TRNSYS瞬时系统模拟软件建立了该系统的仿真模型,并以重庆地区为例,对比分析了PV/T联合空气源热泵系统与单一光伏发电系统的组件表面温度、热效率、电效率、[火用]效率和一次能源节约效率。研究结果表明:1)PV/T组件表面温度与光伏组件表面温度的变化趋势较为一致,二者的平均值相差13℃,说明PV/T联合空气源热泵系统可以有效降低光伏组件表面温度;2)PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的平均电效率分别为11.40%和9.86%,相对提高了15.62%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的电能;3)PV/T联合空气源热泵系统和光伏发电系统的[火用]效率平均值分别为11.73%和8.94%,相对提高了31.21%,说明PV/T联合空气源热泵系统能够获得更多的可用能;4)PV/T联合空气源热泵系统的平均一次能源节约效率为50.94%,其总体变化趋势与热效率的变化趋势相似。