环路热管式光伏热水系统性能研究

发布时间：2020-03-29 15:45

【摘要】：本文设计了一种新型环路热管式光伏热水系统,该系统将环路热管和光伏光热综合利用技术相结合,具有较高的太阳能综合利用效率,既能为寒冷地区用户提供生活热水,又能解决部分自身电力消耗问题,从而实现建筑节能减排的目标。本文通过实验与数值模拟相结合的方法对该系统的能量和?性能进行了研究。本文研究内容包括以下几方面:首先,针对我国寒冷地区气象条件,对目标系统进行整体设计。并在秦皇岛地区搭建了室外测试平台,对系统性能进行实测。基于热力学第一和第二定律提出了能量和?性能评价指标及方法,以分析系统运行性能。基于所建实验平台,对冬、夏及春秋季典型工况进行测试研究,并研究分析了主要结构及运行参数对系统性能的影响。结果表明,该系统运行性能呈现明显季节特征,夏季工况平均光热效率和总太阳能利用效率最高,分别为62.5%和68.47%;冬季工况平均光电效率和光伏光热综合?效率最高,分别为13.31%和12.11%,具备在寒冷地区推广应用的潜力。制冷剂充注量及集热器和冷凝器高差对系统运行性能影响显著。其次,依据能量守恒定律,建立目标系统数值模型。以Visual Basic6.0为平台编写系统的模拟仿真程序,并对比分析模拟与实验结果的差异,进而验证数值模型的准确性。最后,应用瞬态模拟软件TRNSYS建立普通平板太阳能热水系统和普通单晶硅光伏发电系统模型,开展目标系统与单一太阳能利用系统性能对比研究。结果表明,与单一太阳能利用系统相比,该系统综合能源效率和综合?效率至少分别提高6.77%和36.68%,太阳能综合利用效率优势明显。
【图文】：

环路热管,热水系统,光伏,实物

集热器与冷凝器高差对系统运行性能的影响，根据 PV-LHP 热水系统设制作系统各部件，，并搭建了环路热管式光伏热水系统室外实验测试平结果以分析 PV-LHP 热水系统性能。热管式光伏热水系统实验测试平台实物图如图 2-3 所示。实验在河北省 39.95°，东经 119.57°)进行，秦皇岛市处于中国寒冷地区。PV-LHP 集向布置（集热器方位角为 0°），安装倾角为 50°；为保证制冷剂工质能冷凝器水箱安装必须高于集热器；为保证系统保温性能，对集热器和进行保温处理。实验中采用 Pt100 型铂热电阻对 PV-LHP 集热器玻璃板、太阳能电池温度、集热器进出口管温以及冷凝水箱内冷却水温等进经热电阻转化为电信号传输至安捷伦 KEYSICHT 型 34970A 多通道数用 HHF-SDI 热线风速仪采集风速和室外温度数据；采用 TBQ-2 型总辐-LHP 集热器表面总太阳辐照度；在集热器和冷凝器连接管上安装真空环路热管内压力变化；太阳能电池组正负极连接固定阻值的电阻，采对太阳能电池组输出电量进行监测。

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第 3 章环路热管式光伏热水系统实验研究基于第二章所建实验平台，对环路热管式光伏热水系统进行了一系列实验测试章依据热力学第一定律和第二定律，对实验测试数据进行了能量和性能分析验证系统运行性能。.1 典型工况运行性能分析寒冷地区各季节日照时常、辐射强度、室外温度等差异较大，势必会对 PV-L水系统运行产生影响，研究系统在不同季节运行情况，将对 PV-LHP 热水系统产生重要指导意义。本课题小组分别在夏季、冬季和过渡季节典型日对系统运能进行了实验测试，并对测试数据进行分析。.1.1 系统 PV-LHP 模式运行性能分析
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU822;TU18

【参考文献】