热管式太阳能光伏光热综合利用实验研究

发布时间：2020-06-18 01:16

【摘要】：受化石能源危机和环境污染问题的影响,新能源的开发和利用成为学者们的研究热点。其中,太阳能等清洁能源的利用和推广是缓解资源短缺、解决环境问题的有效方法。近年来,太阳能光伏光热综合利用技术得到了快速发展。太阳能光伏光热综合利用技术是将光伏发电技术和集热技术结合起来,既可以获取电能,又可以把光伏电池中储存的热量回收利用,具备光伏发电和集热双重功能。该技术既能提高太阳能的利用效率,又能满足人们生活和生产的需求。在考虑泵功和环境因素影响的条件下,本文提出了一种针对主动式太阳能光伏光热系统的评价方法,一个能够表征主动式太阳能PV/T系统能量收益的参数——实际能量收益率。实际能量收益率是在特定条件下提出来的一种评价方法,以用来定义主动式太阳能光伏光热系统综合性能。本文设计组装了一种平板微热管集热器,并在不同影响因素下,对其进行测试研究。研究表明:安装倾角不仅能影响热管的热运输能力,又能影响太阳辐射的接收效果,综合两者考虑,可确定平板微热管集热器最佳安装倾角;在太阳辐射波长范围条件下,涂有黑铬涂层集热器传热效率相对提高了11%,而在热传导条件下,黑铬涂层对集热器传热效率影响不大。基于平板微热管热运输能力强的特点,本文将平板微热管与纯光伏组件结合起来,设计了一种新型的热管式太阳能光伏光热一体化系统。热管式太阳能PV/T系统与PV系统置于同一工况条件下进行测试研究,分析了不同因素下PV/T系统光电效率、光热效率及实际能量收益率的影响规律。研究结果表明:PV/T系统工质流量为320L/h时,可获得最大的实际能量收益率;工质流量的增加提高了PV/T系统的光热效率,而对系统光电效率影响不明显。天气晴朗条件下,太阳能PV/T系统全天运行过程中最高实际能量收益率可达40.30%,全天平均实际能量收益率达32.16%,比纯光伏发电系统效率高19.12%。
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615;TK512.4
【图文】：

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图 2-1 热管式 PV/T 集热器原理图Fig.2-1 Heat pipe PV/T collector schematic光热集热器系统的基本原理：利用太阳能电池与吸热的特点，采用两者结合的方式使得太阳能辐射光谱在，并把这些能量有效的转换为电能和热能。当太阳光线池表面时，只有太阳辐射光谱中波长小于 1.1μm的能去，其余部分被电池吸收产生电子空穴对；而大于 1发生透射，这部分能量不能产生电子空穴对，而位于这部分未转化电能的能量进一步转化可用的热能。因，可以最大范围的吸收太阳辐射光谱中的能量。 PV/T 集热器的能量传递

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图 2-1 热管式 PV/T 集热器原理图Fig.2-1 Heat pipe PV/T collector schematic太阳能光伏光热集热器系统的基本原理：利用太阳能电池与吸热板对太阳辐射吸收范围不同的特点，采用两者结合的方式使得太阳能辐射光谱在全光谱区域得大限度的吸收，并把这些能量有效的转换为电能和热能。当太阳光线(波长 0.3~3射于太阳能电池表面时，只有太阳辐射光谱中波长小于 1.1μm的能量一部分被电上表面发射出去，其余部分被电池吸收产生电子空穴对；而大于 1.1μm波长的太射在电池表面发生透射，这部分能量不能产生电子空穴对，而位于太阳能电池下吸热板可以把这部分未转化电能的能量进一步转化可用的热能。因此，太阳能光热集热器系统，可以最大范围的吸收太阳辐射光谱中的能量。4.2 太阳能 PV/T 集热器的能量传递

【参考文献】