熱管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研究.pdf

1、太陽能利用技術(shù)主要包括基于光熱轉(zhuǎn)換的太陽能熱利用技術(shù)和基于光電轉(zhuǎn)換的太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。目前這兩種技術(shù)通常均單獨(dú)應(yīng)用于太陽能供能系統(tǒng)中，能量收集、利用形式單一，轉(zhuǎn)換效率較低，因此，研究如何將太陽能同時(shí)轉(zhuǎn)化為電能和熱能，發(fā)展太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，提高太陽能綜合利用效率具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文在太陽能高倍聚光光伏發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種熱管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)（CPV/T）太陽能綜合利用新方案：通過采用太陽跟蹤技

2、術(shù)和菲涅爾聚光系統(tǒng)進(jìn)行太陽能高效收集與聚焦；采用第三代III-V族高倍聚光太陽能電池進(jìn)行太陽能高效光電轉(zhuǎn)化；采用具有極高導(dǎo)熱性能的熱管冷卻技術(shù)降低聚光太陽能電池溫度，并同時(shí)通過循環(huán)冷卻水回收耗散廢熱，從而在同一個(gè)跟蹤和聚光系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)，大幅提高太陽能綜合利用效率。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　設(shè)計(jì)了熱管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)組件的結(jié)構(gòu)，建立了管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)理論分析模型，編寫了模型Matlab求解程序

3、，運(yùn)用實(shí)測太陽輻照與環(huán)境數(shù)據(jù)，對該系統(tǒng)全天性能進(jìn)行了模擬仿真，結(jié)果表明系統(tǒng)平均發(fā)電效率約為30％，平均熱效率約為45%，綜合效率可高達(dá)75%，大幅提高了太陽能綜合利用效率；本文還研究了聚光比、冷卻水流量對系統(tǒng)性能的影響，該研究可為電-熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。最后，本文對熱管式CPV/T系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明該技術(shù)與現(xiàn)有太陽能應(yīng)用技術(shù)相比，具有發(fā)電效率高、與現(xiàn)有家庭能量需求匹配合理、受光面積小、建造成本較低的優(yōu)勢；