不同型式PV-T一體化系統(tǒng)的對比研究.pdf

1、隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的逐漸成熟，近些年來得到了迅速推廣和利用。但在實際運行過程中，太陽能光伏電池工作溫度逐漸升高，降低了光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。太陽能光伏光熱一體化利用(PV/T)技術(shù)，在提高光電轉(zhuǎn)換效率的同時，能夠產(chǎn)生熱能效益，提高太陽能綜合利用率。本文通過理論模擬與實驗相結(jié)合的研究方法，對不同型式PV/T熱水系統(tǒng)在不同典型地區(qū)展開對比研究，為不同地區(qū)不同使用目的的用戶選擇PV/T熱水系統(tǒng)的型式提供理論依據(jù)。本文研究工作主要包含以下

2、幾個方面:
　　(1)對熱泵型、水冷型、熱管型三種PV/T熱水系統(tǒng)進行理論分析，分別建立三種PV/T熱水系統(tǒng)的數(shù)學模型，與此同時，采用MATLAB軟件以及REFPROP物性計算軟件編寫三種PV/T熱水系統(tǒng)模擬程序，對系統(tǒng)的全天動態(tài)性能進行模擬計算。
　　(2)設(shè)計和搭建水冷型、熱管型PV/T熱水系統(tǒng)實驗測試平臺，利用該測試平臺以及本課題組已有的熱泵型PV/T熱水系統(tǒng)實驗測試平臺，分別測試了三種系統(tǒng)在南京地區(qū)氣象條件下的熱、電

3、輸出性能，分析系統(tǒng)運行過程中各個參數(shù)的變化規(guī)律;同時，將多組實驗結(jié)果與模擬結(jié)果對比，結(jié)果表明，各參數(shù)的模擬值與實驗值的吻合較好，平均誤差均在9％以內(nèi)，因此，本文中所建立的三種PV/T熱水系統(tǒng)數(shù)學模型可以從一定程度上模擬真實系統(tǒng)。
　　(3)根據(jù)拉薩、昆明、南京、貴陽四個地區(qū)典型氣象年氣象參數(shù)，利用已驗證的數(shù)學模型，對三種PV/T熱水系統(tǒng)在該四個地區(qū)內(nèi)的全年逐日運行性能進行詳細計算，同時，提出制電能源消耗、總能源消耗率評價標準，對各

4、PV/T系統(tǒng)性能進行評價分析。結(jié)果表明:在各地區(qū)內(nèi)，若用戶以發(fā)電為主要目的，用戶可優(yōu)先選用熱管型PV/T系統(tǒng)，四個地區(qū)內(nèi)的熱管型PV/T系統(tǒng)全年總制電能源消耗率分別為7.95、5.83、4.41、4.00;若用戶以綜合能量收益為主要目的且無溫度要求，則優(yōu)先選用水冷型PV/T系統(tǒng)，四個地區(qū)內(nèi)的水冷型PV/T系統(tǒng)全年無輔助加熱總能源消耗率分別為42.9、32.7、23.8、20.5;若用戶以綜合能量收益為主要目的且考慮溫度要求，在太陽能資源

5、豐富帶和資源較富帶的拉薩、昆明地區(qū)，用戶可優(yōu)先選用水冷型PV/T系統(tǒng)，兩地區(qū)內(nèi)水冷型PV/T系統(tǒng)全年有輔助加熱總能源消耗率分別為7.04、4.29;在太陽能資源一般帶和資源貧乏帶的南京、貴陽地區(qū)，用戶可優(yōu)先選用熱泵型PV/T系統(tǒng)，兩地區(qū)內(nèi)熱管型PV/T系統(tǒng)全年有輔助加熱總能源消耗率分別為3.26、2.40。
　　(4)與電加熱系統(tǒng)相比，除在太陽能資源貧乏帶的貴陽地區(qū)的熱泵型PV/T系統(tǒng)外，其余各地區(qū)內(nèi)PV/T系統(tǒng)，包括貴陽地區(qū)內(nèi)的