基于烟囱效应的PVT降温/地下空间通风复合系统特性研究

基于能源的综合有效利用思想,提出太阳能光伏光热技术(PVT)系统与太阳能“烟囱效应”相结合的自然通风技术,用于改善地下空间建筑(如地下车库、隧道等)采用机械排风方式造成的能耗大、噪音大等不足,该技术在实现太阳能光伏光热一体化的同时,可利用其废热达到地下空间通风和PVT降温目的。为研究该通风模式下的通风效果,建立空气与水耦合传热竖井通风数理模型,然后通过Fluent软件进行数值模拟,并与传统机械排风方式进行能耗对比分析。结果表明,在热壁面处形成温度、速度边界层,且在边界层内具有较大的温度及速度梯度;竖井内诱导的空气质量流量随竖井高度的增加、入口水温的升高而显著增大,随水流量增加而略有增大;当水流量Qw=1 kg/s,竖井高H=30 m,入口水温Tw1分别为40、50、60℃时,诱导的空气质量流量Qa分别为1.68、2.02、2.30 kg/s。通过与传统机械排风方式的对比发现,此种方式较机械式排风更节能,能够满足地下空间一定的通风换气效果。

直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能仿真与分析

直膨式太阳能光伏光热(photovoltaic-thermal,PVT)热泵是一种综合利用太阳能资源的新型高效技术。为探究不同环境条件以及系统配置方式对直膨式太阳能PVT热泵热水系统运行性能的影响,基于能量平衡原理在Matlab平台上建立了系统的仿真模型,基于临港地区的环境数据,分析了各季节典型日下不同配置系统的热水供应性能以及发电增益的全年波动情况。结果表明,随压缩机理论输气量的减小,热水系统的性能系数(coefficient of performance,COP)有所提高,但所需的加热时间增加,系统的全年发电增益随理论输气量的减小而减小。

A PVTC system integrating photon-enhanced thermionic emission and methane reforming for efficient solar power generation

A new photovoltaic-thermochemical(PVTC) conceptual system integrating photon-enhanced thermionic emission(PETE) and methane steam reforming is proposed. Major novelty of the system lies in its potential adaptivity to primary fuels(e.g. methane) and high efficiencies of photovoltaic and thermochemical power generation, both of which result from its operation at much elevated temperatures(700–1000 °C)compared with conventional photovoltaic-thermal(PVT) systems. Analysis shows that an overall power generation efficiency of 45.3% and a net solar-to-electric efficiency of 39.1% could be reached at an operating temperature of 750 °C, after considering major losses during solar energy capture and conversion processes. The system is also featured by high solar share(37%) in the total power output, as well as high energy storage capability and very low CO_2 emissions, both enabled by the integration of methane reforming with photovoltaic generation at high temperatures.

太阳能光伏光热一体化系统运行实验研究

太阳能光伏光热一体化系统(hybrid photovoltaic-thermal solar system-PVT系统)作为一种利用太阳能同时获得电收益和热收益的新型能源利用方式,近年来受到学者的广泛关注。本文搭建了PVT系统电、热性能综合实验台,通过全天实验,分别研究和分析了系统的温度特性与相对电效率的关系。结果表明,在日照条件较好,系统循环水温较低的情况下,PVT系统的电效率与普通光伏电池相比可以提高约7%。同时,文章还分析了PVT系统内水的温度一天内的变化情况,提出了在午后太阳辐射强度逐渐减弱,环境温度逐渐升高时如何保持PVT系统较高电效率的方法。

基于太阳能热泵干燥系统的综合能源运行优化

本文设计了太阳能热泵干燥系统,引入了PVT(光伏/光热)及储能设备,对干燥过程进行热力学及负荷分析,建立了系统的干燥模型。在此基础上,建立综合能源系统运行优化模型,对可控变量进行约束求解,分析不同场景下的最优运行策略。最后以干燥油茶籽为例,在不同天气情况下进行仿真测算,对优化方案和原方案的能效及经济性进行对比,结果显示在能效保持不变的情况下,优化方案可节省10%左右的用电成本,提高干燥过程的经济性。