基于太阳能光伏供电模式的苹果冷藏库能耗研究

发布时间：2020-11-09 11:43

　　 随着环境问题与能源危机的日益严重,节能减排已成为冷库行业发展的重要趋势。太阳能作为可再生能源,与冷藏库制冷系统结合应用,有助于降低冷库能耗,减少冷库的运行成本,在冷藏库节能领域具有很大的发展潜力。本文提出一种太阳能光伏联合电网供电的冷藏库系统,利用光伏阵列发电给冷藏库的制冷系统提供动力,多余电量可并入电网,产生经济效益;并且铺设在围护结构表面的光伏阵列对冷库可以起到遮阳作用,降低冷藏库的能耗,太阳能光伏与冷藏库制冷系统的结合既节约能源又增加收益。因此阐明该系统能耗规律及综合效益对太阳能辅助冷藏库制冷系统的设计和优化具有重要参考意义。本文以西安某50t苹果冷藏库为研究对象,对采用太阳能光伏供电模式的苹果冷藏库制冷系统能耗进行研究,并结合当地光伏并网补贴政策对系统全寿命周期进行经济效益与环境效益分析。具体内容包括以下方面:基于国家气象局西安地区典型气象年气象数据,综合太阳能资源评估标准,论述了西安地区冷藏库利用太阳能资源潜力。并研究了西安地区屋顶光伏板不同安装倾角下接收的太阳能辐射量变化规律。针对太阳能-电网互补供电的苹果冷藏库制冷系统,建立动态负荷及耗电量数学模型、光伏组件发电热平衡模型,研究冷藏库逐时耗电量及光伏系统发电量的变化规律,阐明光伏苹果冷藏库制冷系统电量供需模式。研究表明:冷库负荷与光伏发电量呈一致变化趋势,供需关系匹配良好。其中光伏发电可提供本文冷藏库全年总电量的69.41%,光伏供电使用率较高。本文还建立了光伏分别附加在屋顶和南墙的墙体传热模型,对比研究了不同光伏附加形式对冷库负荷和耗电量的影响及节能效果。结果表明,不同附加形式下光伏组件对冷藏库围护结构均可起到遮阳降温作用,夏季光伏附加屋顶产生的电量多于光伏附加南墙,冬季两种附加形式下光伏发电量相差不大,两种光伏附加形式均能降低冷藏库能耗。综合分析光伏墙体发电量、冷藏库耗电量指标,得出光伏附加在屋顶的节能效果更好。本文结合西安市光伏并网补贴政策对太阳能光伏冷藏库系统的发电效益、节能减排收益等因素进行综合效益分析,结果表明光伏冷藏库系统可产生较好的经济与环境减排效益。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU111.195;TU83
【部分图文】：

西安建筑科技大学硕士学位论文水平面太阳辐射（总辐射、直接辐射、散射辐射）以及直射比的年变化曲线。由图 2.1 可知，西安近 30 年总辐射量和散射辐射量在波动变化中呈缓慢增加趋势，而直接辐射和直射比呈波动下降趋势。地面年太阳直接辐射量均小于散射辐射量，直射比呈现下降趋势，在 0.38~0.48 间变化。统计结果表明，近 30 年来的平均太阳总辐射量为 1216.15kWh/m2，直接辐射量为 715.08kWh/m2，散射辐射量为501.16kWh/m2，直射比为 0.41。根据太阳能资源丰富程度等级划分，西安地区属于资源丰富区，而按照太阳辐射形式等级分级，西安属于散射辐射较多地区（C级），因此需要将光伏板倾斜放置，以接收更多的散射辐射。

图 2.2 西安太阳辐射（总、直、散）量以及直射比月变化曲线.2 西安地区太阳能资源稳定程度评估统计1986~2016年每月日照时数大于6h的天数，并根据太阳能资源稳定程公式得出西安地区的稳定指数，结果如表2.4。.4 1986~2016年西安地区日照逐月>6h天数及稳定指数月份 30 年>6h 天数（天） 月平均天数（天）1 900 302 810 273 870 294 750 255 900 306 810 277 840 288 930 319 750 25

电池不发电或光伏发电量不能满足冷藏库用电需求时，在优先使用太阳能产生的电能前提下，不足的部分从电网供给；当光伏发电量多于冷库需电量时，多余部分输入电网，由电力公司收购。图3.1为太阳能辅助电网供冷藏库电力系统的示意图。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李玉恒;周绍红;林卫东;季旭;罗熙;李明;;光伏冰箱系统的性能特性研究[J];太阳能学报;2015年02期

2 杨威风;毛哲;万海林;;太阳能供电半导体制冷技术在低温储粮中的实验研究[J];电子设计工程;2014年24期

3 潘进军;江滢;郭鹏;张永山;;中国太阳能资源和环境气象因子影响分析[J];科技导报;2014年20期

4 肖浩;裴玮;孔力;齐智平;欧阳红;沐连顺;;考虑光伏余电上网的微网出力决策分析及经济效益评估[J];电力系统自动化;2014年10期

5 昝锦羽;刘祖明;廖华;张剑钢;李石周;刘晓萍;;光伏温室大棚温度的模拟研究?[J];云南师范大学学报(自然科学版);2014年02期

6 朱则刚;;开发地源热泵新能源 发展冷热交换新科技[J];电力电子;2013年01期

7 卢奇;周建伟;;全国主要城市晴天逐时太阳辐射强度与太阳能集热器最佳倾斜角度的模拟计算[J];建筑科学;2012年S2期

8 杨宇飞;袁卫星;;光伏直接驱动的蒸汽压缩式制冷系统仿真[J];太阳能学报;2012年09期

9 刘忠宝;杨双;刘挺;;太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的实验研究[J];太阳能学报;2012年05期

10 朱群志;司磊磊;蒋挺燕;;不同安装方式建筑光伏系统的经济性及环境效益[J];太阳能学报;2012年01期

相关硕士学位论文 前7条

1 洪志;一种光电互补供电系统功率分配控制及应用研究[D];合肥工业大学;2017年

2 王玥;光伏屋顶遮阳与供电综合节能研究[D];西安建筑科技大学;2017年

3 冯坤旋;果蔬冷库进货过程流场稳定性及冷风机运行模式研究[D];西安建筑科技大学;2016年

4 刘晓菲;果蔬冷藏库流场的均匀性及围护结构热湿传递特性研究[D];西安建筑科技大学;2016年

5 何强;基于COMSOL的混合动力汽车动力耦合机构瞬态温度场研究[D];重庆大学;2013年

6 刘东方;光伏驱动的粮仓空间空调系统研究[D];安徽工业大学;2011年

7 付剑波;太阳能制冷低温稻谷储藏实验研究[D];上海交通大学;2007年

本文编号：2876375