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太阳能光电—热一体化与热泵耦合系统的实验研究

发布时间:2019-04-10 13:28
【摘要】:光伏(PV)和热泵(HP)是非常重要的节能和碳减排的技术。太阳能光伏光热综合利用(PV-T)技术得到了迅速发展,该技术是将太阳能光伏发电技术与太阳能集热技术进行有机结合以获得更高的能源利用效率,该系统在将太阳能转化为电能的同时,也获得了热能,显然比单纯的太阳能光伏发电有着更高的能量收益;此外,冷却流体可以将光伏电池的热量带走能够对电池起到冷却作用,提高了系统的光电转换效率,也延长的太阳能电池的使用寿命。太阳能光电-热一体化(PV-T)系统产生的热水的温度有时达不到生活所需的水温,但是如果和热泵联合工作,则可以提供较高温度的热水,系统的实用性和供热可靠性明显提高。为了充分利用太阳能,可将太阳能光电-热一体化与热泵进行耦合工作,本课题进行了以下研究工作:(1)研究并提出了PV-T与热泵联合工作的耦合系统,其中PV-T分系统将太阳能转换为电能和热能,而该热能作为热泵工作的低温热源进行供热。(2)搭建PV-T与热泵耦合系统的实验装置,对太阳能电池的性能进行了测试和比较,对PV-T系统进行了光电效能和热效能进行了测试,以及对热泵性能进行了实验测试。(3)建立了PV-T与热泵耦合系统的理论模型,结合热管式PV-T系统实验装置和热泵实验装置进行测试的实验数据,对该耦合系统的热力性能进行了计算和分析,对太阳能电池面积与热泵参数的匹配关系进行了分析,并对系统提出节能建议。
[Abstract]:Photovoltaic (PV) and heat pump (HP) are very important technologies for energy saving and carbon emission reduction. Solar photovoltaic photothermal comprehensive utilization (PV-T) technology has been developed rapidly. This technology combines solar photovoltaic power generation technology with solar thermal energy collection technology to achieve higher energy efficiency. The system not only converts solar energy into electric energy, but also obtains heat energy, which obviously has higher energy benefits than pure solar photovoltaic power generation. In addition, the cooling fluid can take the heat away from the photovoltaic cells, which can cool the cells, improve the photoelectric conversion efficiency of the system, and prolong the service life of the solar cells. Solar photovoltaic-thermal integration (PV-T) systems sometimes produce hot water temperatures that do not reach the water temperature needed for life, but can provide hot water at higher temperatures if combined with heat pumps. The practicability of the system and the reliability of heating are improved obviously. In order to make full use of solar energy, the integration of solar photoelectricity and heat pump can be coupled with heat pump. The main work of this paper is as follows: (1) the coupling system of PV-T and heat pump is proposed. The PV-T subsystem converts solar energy into electric energy and thermal energy, which is used as the low temperature heat source for heat pump operation. (2) the experimental installation of the coupling system of PV-T and heat pump is built. The performance of the solar cell is tested and compared, and the photoelectric and thermal efficiency of the PV-T system is tested. And the performance of the heat pump is tested. (3) the theoretical model of the coupling system of PV-T and heat pump is established, which is combined with the experimental data of the heat pipe PV-T system and the heat pump system. The thermal performance of the coupling system is calculated and analyzed. The matching relationship between solar cell area and heat pump parameters is analyzed and energy saving suggestions are put forward.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU83;TU18

【参考文献】

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本文编号:2455833

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