光伏光热综合利用系统集热器结构设计与性能研究
发布时间：2021-04-27 07:36
光伏光热综合利用（PV/T）系统是将光伏电池组件与太阳能集热器功能结合起来，在把太阳能转化为电能输出的同时通过集热器中的流体带走电池的热量加以利用，同时产生电、热两种能量收益，从而提高太阳能的综合利用效率。本文研究在不降低光伏电池发电效率的条件下提高PV/T系统的光热利用效率，而该系统的热效率主要取决于其集热器的结构，因此本文主要工作即是设计出一个最佳的集热器结构，并对在此结构下的PV/T系统集热器换热性能进行研究。本文首先对PV/T系统集热器的换热及流动进行理论分析，通过对导热与对流耦合换热机理的研究，明晰了该系统中能量传递的过程及能流的走向；通过对传热与流动耦合的分析，得出影响太阳能光热利用效率的主要因素及提高该效率可以采取的措施。本文主要通过改善集热器的结构来提高PV/T系统的光热利用效率，而影响集热器换热性能的结构参数主要有集热板贴管形式、集热管管径、集热管壁厚、集热板厚度以及集热管间距。由于CFD模拟方法在研究这类问题上所具有的花费少、周期短等优势，本文利用CFD常用软件Fluent对上述结构参数不同取值组合的集热器模型进行模拟分析，研究不同结构模型的换热性能，得出使得PV/...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
插图索引
符号说明
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 太阳能资源优点
1.1.2 太阳能热利用发展概况
1.1.3 太阳能光伏发电
1.2 太阳能光伏光热综合利用系统研究的意义
1.3 太阳能光伏光热综合利用系统研究进展
1.4 本文所做的工作
第2章 光伏光热综合利用（PV/T）系统换热原理
2.1 PV/T 集热器类型
2.1.1 空气冷却型
2.1.2 水冷却型
2.1.3 扁盒式集热器
2.1.4 管板式集热器
2.1.5 有盖板集热器
2.1.6 无盖板集热器
2.2 PV/T 集热器结构
2.3 PV/T 集热器传热理论分析
2.3.1 Epv的确定
2.3.2 q1的确定
2.3.3 光伏板光学系数α、γ的确定
2.4 流动与换热的耦合
2.5 本章小结
第3章 PV/T 系统模型的建立及模型参数的设置
3.1 CFD 及 Fluent 模拟软件简介
3.1.1 CFD 介绍
3.1.2 Fluent 软件介绍
3.2 PV/T 集热器模型的建立
3.3 模拟参数的设置
3.3.1 湍流模型的选择
3.3.2 材料属性及操作条件的设置
3.3.3 边界条件设置
3.3.4 其他设置
3.4 集热器结构参数设置
3.5 本章小结
第4章 PV/T 系统集热器模拟结果分析
4.1 网格质量检验
4.1.1 网格无关性验证
+分析"> 4.1.2 y+分析
4.2 模拟结果分析
4.2.1 两种集热板贴管形式在不同管径下换热性能对比
4.2.2 三种集热管壁厚下换热性能对比
4.2.3 三种不同集热板厚度下的换热性能对比
4.2.4 三种不同集热管间距下的换热性能对比
4.3 水流速度对集热器换热性能的影响
4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能光伏光热利用的研究进展[J]. 张凇源,关欣,王殿华,郭志波. 化工进展. 2012(S1)
[2]太阳电池冷却及光伏/光热一体技术的新进展[J]. 肖泽成,秦红,靳晓钒. 电力与能源. 2011(05)
[3]CFD在暖通空调系统中的应用现状与发展[J]. 刘九五,连之伟,王月梅. 建筑热能通风空调. 2010(06)
[4]太阳能光伏光热一体化系统运行实验研究[J]. 穆志君,关欣,刘鹏. 节能技术. 2009(05)
[5]太阳能电热联用系统动态特性分析[J]. 崔文智,于松强,李隆键. 工程热物理学报. 2009(06)
[6]太阳能光伏/光热集热器设计与性能研究[J]. 王宝群,姚强,宋蔷,林汝谋. 燃气轮机技术. 2009(01)
[7]太阳能光热光电综合利用[J]. 倪明江,骆仲泱,寿春晖,王涛,赵佳飞,岑可法. 上海电力. 2009(01)
[8]光伏/光热（PVT）系统概况与评价[J]. 王宝群,姚强,宋蔷,卢智恒. 太阳能学报. 2009(02)
[9]有、无玻璃盖板工况对PV/T系统性能的影响[J]. 裴刚,周天泰,季杰,何伟. 太阳能学报. 2008(11)
[10]太阳能利用现状与发展前景[J]. 缪仁杰,李淑兰. 应用能源技术. 2007(05)
博士论文
[1]光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究[D]. 裴刚.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]我国能源消费需求分析与预测研究[D]. 刘士彬.中国海洋大学 2011
[2]湍流模型的对比与叶轮机械内部气动性能的数值模拟[D]. 郑雅芳.天津大学 2010
[3]基于太阳能光伏发电并网系统的研究[D]. 闫士职.西南交通大学 2009
[4]太阳能光伏模板冷却方式的研究[D]. 安文韬.华北电力大学（河北） 2009
[5]光伏热系统的实验与模拟研究[D]. 段征强.天津大学 2007
本文编号：3163064
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
插图索引
符号说明
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 太阳能资源优点
1.1.2 太阳能热利用发展概况
1.1.3 太阳能光伏发电
1.2 太阳能光伏光热综合利用系统研究的意义
1.3 太阳能光伏光热综合利用系统研究进展
1.4 本文所做的工作
第2章 光伏光热综合利用（PV/T）系统换热原理
2.1 PV/T 集热器类型
2.1.1 空气冷却型
2.1.2 水冷却型
2.1.3 扁盒式集热器
2.1.4 管板式集热器
2.1.5 有盖板集热器
2.1.6 无盖板集热器
2.2 PV/T 集热器结构
2.3 PV/T 集热器传热理论分析
2.3.1 Epv的确定
2.3.2 q1的确定
2.3.3 光伏板光学系数α、γ的确定
2.4 流动与换热的耦合
2.5 本章小结
第3章 PV/T 系统模型的建立及模型参数的设置
3.1 CFD 及 Fluent 模拟软件简介
3.1.1 CFD 介绍
3.1.2 Fluent 软件介绍
3.2 PV/T 集热器模型的建立
3.3 模拟参数的设置
3.3.1 湍流模型的选择
3.3.2 材料属性及操作条件的设置
3.3.3 边界条件设置
3.3.4 其他设置
3.4 集热器结构参数设置
3.5 本章小结
第4章 PV/T 系统集热器模拟结果分析
4.1 网格质量检验
4.1.1 网格无关性验证
+分析"> 4.1.2 y+分析
4.2 模拟结果分析
4.2.1 两种集热板贴管形式在不同管径下换热性能对比
4.2.2 三种集热管壁厚下换热性能对比
4.2.3 三种不同集热板厚度下的换热性能对比
4.2.4 三种不同集热管间距下的换热性能对比
4.3 水流速度对集热器换热性能的影响
4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能光伏光热利用的研究进展[J]. 张凇源,关欣,王殿华,郭志波. 化工进展. 2012(S1)
[2]太阳电池冷却及光伏/光热一体技术的新进展[J]. 肖泽成,秦红,靳晓钒. 电力与能源. 2011(05)
[3]CFD在暖通空调系统中的应用现状与发展[J]. 刘九五,连之伟,王月梅. 建筑热能通风空调. 2010(06)
[4]太阳能光伏光热一体化系统运行实验研究[J]. 穆志君,关欣,刘鹏. 节能技术. 2009(05)
[5]太阳能电热联用系统动态特性分析[J]. 崔文智,于松强,李隆键. 工程热物理学报. 2009(06)
[6]太阳能光伏/光热集热器设计与性能研究[J]. 王宝群,姚强,宋蔷,林汝谋. 燃气轮机技术. 2009(01)
[7]太阳能光热光电综合利用[J]. 倪明江,骆仲泱,寿春晖,王涛,赵佳飞,岑可法. 上海电力. 2009(01)
[8]光伏/光热（PVT）系统概况与评价[J]. 王宝群,姚强,宋蔷,卢智恒. 太阳能学报. 2009(02)
[9]有、无玻璃盖板工况对PV/T系统性能的影响[J]. 裴刚,周天泰,季杰,何伟. 太阳能学报. 2008(11)
[10]太阳能利用现状与发展前景[J]. 缪仁杰,李淑兰. 应用能源技术. 2007(05)
博士论文
[1]光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究[D]. 裴刚.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]我国能源消费需求分析与预测研究[D]. 刘士彬.中国海洋大学 2011
[2]湍流模型的对比与叶轮机械内部气动性能的数值模拟[D]. 郑雅芳.天津大学 2010
[3]基于太阳能光伏发电并网系统的研究[D]. 闫士职.西南交通大学 2009
[4]太阳能光伏模板冷却方式的研究[D]. 安文韬.华北电力大学（河北） 2009
[5]光伏热系统的实验与模拟研究[D]. 段征强.天津大学 2007
本文编号：3163064
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