两种带防冻功能的光伏光热综合利用系统的性能研究
发布时间：2021-05-24 00:39
太阳能光伏光热综合利用技术（Photovolta/thermal,PV/T）是一种将光伏利用和光热利用有机结合的太阳能利用技术。PV/T集热器中,光热模块转移光伏电池发电时产生的热量,降低电池温度,提高电效率,同时产生热,大幅度提高太阳能的利用率。水是PV/T系统中常用的循环工质,运行时流经吸热板背面的水管,吸收光伏电池热量,进入储热水箱。PV/T热水集热器在寒冷季节使用时存在冻结现象,水管中的冷却水在冬季容易结冰膨胀,破坏管道。针对冻结问题,常用的防冻措施有排空法,防冻液二次循环法等,但这些措施会增加系统复杂度及使用成本。本文在现有PV/T热水集热器基础上,引进相变蓄热材料（Phase Change Material PCM）和微通道热管（micro-channel heat pipe,MHP）,设计了相变蓄热光伏光热综合利用系统（PCM PV/T）和微通道热管光伏光热综合利用系统（MHP PV/T）。利用相变材料和微通道热管的特点,提高了PV/T集热器的防冻性能。本文的研究内容包括以下几个方面:（1）设计并制造了PCM PV/T和MHP PV/T两种带有防冻功能的集热器,搭建了实验...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 能源现状
1.2 太阳能利用技术
1.2.1 光热利用
1.2.2 光电利用
1.2.3 光伏光热综合利用
1.3 相变材料与太阳能利用技术
1.3.1 相变材料
1.3.2 相变材料与光热技术
1.3.3 相变材料与光伏技术
1.3.4 相变材料与光伏光热综合利用技术
1.4 本文研究课题的提出背景及主要内容
第2章 两种带防冻功能的PV/T集热器及测试系统
2.1 两种带防冻功能PVT集热器及实验平台
2.1.1 两种带防冻功能PV/T集热器
2.1.2 PV/T集热器实验平台
2.1.3 实验测量仪器
2.2 PV/T集热器光伏光热综合性能评价方法
2.3 实验误差分析
2.4 本章小结
第3章 两种带防冻功能的PV/T系统的实验研究
3.1 两种带防冻性能PV/T的白天性能对比
3.1.1 两种带防冻功能PV/T的集热器吸热板温度对比
3.1.2 两种带防冻功能PV/T的集热器电性能对比
3.1.3 两种带防冻功能PV/T的集热器光热性能对比
3.1.4 两种带防冻功能PV/T的集热器的光伏光热综合效率
3.2 两种带防冻功能PV/T的集热器夜晚性能对比
3.3 本章小结
第4章 两种带防冻功能的PV/T系统的数值模型
4.1 理论模型
4.1.1 白天模式下相变蓄热PV/T的理论模型
4.1.2 夜晚模式下相变蓄热PV/T的理论模型
4.1.3 白天模式下微通道热管PV/T的理论模型
4.1.4 夜晚模式下微通道热管PV/T的理论模型
4.2 模型求解
4.3 模型验证
4.3.1 误差分析
4.3.2 白天模式下相变蓄热PV/T模型的验证
4.3.3 夜晚模式下相变蓄热PV/T模型的验证
4.3.4 白天模式下微通道热管PV/T模型的验证
4.3.5 夜晚模式下微通道热管PV/T模型的验证
4.4 本章小结
第5章 两种带防冻功能的PV/T系统的参数分析
5.1 白天模式下相变蓄热PV/T的参数分析
5.1.1 白天模式下相变温度对于相变蓄热PV/T的影响
5.1.2 白天模式下相变材料厚度对于相变蓄热PV/T的影响
5.1.3 白天模式下接触热阻对于相变蓄热PV/T的影响
5.2 夜晚模式下相变蓄热PV/T的参数分析
5.2.1 夜晚模式下相变温度对于相变蓄热PV/T的影响
5.2.2 夜晚模式下相变材料厚度对于相变蓄热PV/T影响
5.2.3 夜晚模式下接触热阻对于相变蓄热PV/T的影响
5.3 多相变温度相变蓄热PV/T的理论研究
5.3.1 现有相变蓄热PV/T的不足
5.3.2 多相变温度的相变材料模块的设计思路
5.3.3 多相变温度的相变材料模块的初始条件
5.3.4 多相变温度的相变材料模块在不同模式下的性能
5.4 白天模式下微通道热管PV/T的参数分析
5.4.1 白天模式下导热胶的导热率对于微通道热管PV/T的影响
5.4.2 白天模式下集管直径对于微通道热管PV/T的影响
5.5 夜晚模式下微通道热管PV/T的参数分析
5.5.1 夜晚模式下导热胶的导热率对于微通道热管PV/T的影响
5.5.2 夜晚模式下集管直径对于微通道热管PV/T的影响
5.6 本章小结
第6章 全文工作总结及展望
6.1 本文主要工作
6.2 后续工作展望
参考文献
附录 图表清单
在读期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3203251
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：126 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 能源现状
1.2 太阳能利用技术
1.2.1 光热利用
1.2.2 光电利用
1.2.3 光伏光热综合利用
1.3 相变材料与太阳能利用技术
1.3.1 相变材料
1.3.2 相变材料与光热技术
1.3.3 相变材料与光伏技术
1.3.4 相变材料与光伏光热综合利用技术
1.4 本文研究课题的提出背景及主要内容
第2章 两种带防冻功能的PV/T集热器及测试系统
2.1 两种带防冻功能PVT集热器及实验平台
2.1.1 两种带防冻功能PV/T集热器
2.1.2 PV/T集热器实验平台
2.1.3 实验测量仪器
2.2 PV/T集热器光伏光热综合性能评价方法
2.3 实验误差分析
2.4 本章小结
第3章 两种带防冻功能的PV/T系统的实验研究
3.1 两种带防冻性能PV/T的白天性能对比
3.1.1 两种带防冻功能PV/T的集热器吸热板温度对比
3.1.2 两种带防冻功能PV/T的集热器电性能对比
3.1.3 两种带防冻功能PV/T的集热器光热性能对比
3.1.4 两种带防冻功能PV/T的集热器的光伏光热综合效率
3.2 两种带防冻功能PV/T的集热器夜晚性能对比
3.3 本章小结
第4章 两种带防冻功能的PV/T系统的数值模型
4.1 理论模型
4.1.1 白天模式下相变蓄热PV/T的理论模型
4.1.2 夜晚模式下相变蓄热PV/T的理论模型
4.1.3 白天模式下微通道热管PV/T的理论模型
4.1.4 夜晚模式下微通道热管PV/T的理论模型
4.2 模型求解
4.3 模型验证
4.3.1 误差分析
4.3.2 白天模式下相变蓄热PV/T模型的验证
4.3.3 夜晚模式下相变蓄热PV/T模型的验证
4.3.4 白天模式下微通道热管PV/T模型的验证
4.3.5 夜晚模式下微通道热管PV/T模型的验证
4.4 本章小结
第5章 两种带防冻功能的PV/T系统的参数分析
5.1 白天模式下相变蓄热PV/T的参数分析
5.1.1 白天模式下相变温度对于相变蓄热PV/T的影响
5.1.2 白天模式下相变材料厚度对于相变蓄热PV/T的影响
5.1.3 白天模式下接触热阻对于相变蓄热PV/T的影响
5.2 夜晚模式下相变蓄热PV/T的参数分析
5.2.1 夜晚模式下相变温度对于相变蓄热PV/T的影响
5.2.2 夜晚模式下相变材料厚度对于相变蓄热PV/T影响
5.2.3 夜晚模式下接触热阻对于相变蓄热PV/T的影响
5.3 多相变温度相变蓄热PV/T的理论研究
5.3.1 现有相变蓄热PV/T的不足
5.3.2 多相变温度的相变材料模块的设计思路
5.3.3 多相变温度的相变材料模块的初始条件
5.3.4 多相变温度的相变材料模块在不同模式下的性能
5.4 白天模式下微通道热管PV/T的参数分析
5.4.1 白天模式下导热胶的导热率对于微通道热管PV/T的影响
5.4.2 白天模式下集管直径对于微通道热管PV/T的影响
5.5 夜晚模式下微通道热管PV/T的参数分析
5.5.1 夜晚模式下导热胶的导热率对于微通道热管PV/T的影响
5.5.2 夜晚模式下集管直径对于微通道热管PV/T的影响
5.6 本章小结
第6章 全文工作总结及展望
6.1 本文主要工作
6.2 后续工作展望
参考文献
附录 图表清单
在读期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3203251
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