真空玻璃盖板太阳能光伏光热集热器性能的实验与模拟研究
发布时间：2022-01-26 18:50
太阳能光伏/热（photovoltaic/thermal,PV/T）集热器是将太阳能光伏组件与传统平板太阳能集热器组合起来,能够同时产生电能和热能的一种集热器。与单独的太阳能集热器和光伏模块相比,PV/T集热器可以提高太阳能的转换效率。PV/T热水系统是常见的太阳能综合利用技术,由PV/T集热器和水箱通过管路连接组成。当PV/T热水集热器系统停止运行时因水管内的水无法全部排空,在冬季夜晚容易发生冻结破坏水管,且PV/T集热器在温度较高时,会产生较多热损失导致光热效率下降。本文提出一种真空玻璃盖板PV/T集热器,利用真空玻璃的保温隔热性能提高PV/T集热器的防冻能力,减少热损失。主要工作内容如下:设计并搭建了真空玻璃盖板PV/T热水系统的实验平台,同时建立了单层玻璃盖板PV/T热水系统进行对比实验研究。通过对比两种PV/T集热器白天运行时的光电光热性能、部件温度的差距,以及两种PV/T集热器夜晚降温情况,得出真空玻璃盖板对PV/T集热器性能的影响。主要的实验结果为:（1）由于真空玻璃的保温隔热作用,真空玻璃盖板PV/T集热器相对于单层玻璃盖板PV/T集热器来说其热效率和综合效率更高,顶部...
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１中国的原油产量和消费量??
?第１章绪论???７００??６００??５００??Ｗ?４００??ｍ?３〇〇?＾??２００?…．?…．．一＿＞一，＂…—綱…丨丨■一?????－??１００??Ｑ?，?！?＂ｆ?＇?＂Ｖ?Ｊ?＂＇?■■■■Ｔ－Ｉ?■?－Ｉｊｊ?ｙ?ｒ?Ｊ?＾?＾?＾ｉ?ｎ?ｎｙｊ?ＩＩ?ｆ?ｊ?Ｊ?ｙ?ｉ??ｇｇｇｇｇｇｇｇｇｇｇｇｓｇｇｇｇｇ??〇＿？．ｐｓ＞〇＞ｊ？．ｃｎ〇＇ｓｉａ＞？Ｄ〇－ｆｃＭｗ－ｕａｉａ＞＇？４??图１．１中国的原油产量和消费量??７５％?－ｊ??７０％?＊?厂一＾??６５％?－?厂一／??５５％?广一／一一７??５０％?Ｌ－？？■＿ｒ＿＿．．．，－．－１￣；￣￣￣￣￣：—￣ｒ—－ｒ—１ｒ￣＊￣ｒ－－＾—，—￣＾￣ｒ??ｆ〇ｒｏｒ〇ｆ〇ｒｖｊｒｓ＞ｒｏｒｏｒ〇ｆ〇ｒｏｒｏｉｖ＞Ｎ＞Ｎ＞Ｎ３Ｎ３Ｎ３Ｎ＞Ｎ＞ｐ〇??〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇??私?＾ｕ）ｕｉｃｎａ＞Ｇ＞、ｉ、４、ｉｏｏ??会８ｉ：ＳＳ白白ｈｓｓｓ会会会３会会白３ｈｓ???中国原油进口依鶫度??图１．２中国原油进口依赖度??１．３太阳能利用技术??地球上的绝大部分能源都是来自于太阳能，人类的各种活动和生存发展都离??不开太阳能，自然界各种生物的生长也主要依靠太阳辐射。太阳能被人类以各种??形式利用：太阳辐射可以直接用来发电和发热；风能是由各个地区太阳辐照度不??同，导致温度差异引起大气流动产生的；人类赖以生存的化石能源是远古生物接??受太阳能生长然后沉积形成的。??随着人类的发展，化石能源引起的环境问题愈加严重，寻找可靠的可再生清??洁能源十分必要，太阳能以颇多优点受到人们关注：
?第１章绪论???麵??（ａ）?（ｂ）??１－盖板；２－吸热版；３－工质流动管道；４－保温材料层；５－边框??图１．３平板式太阳能集热器的结构图岡??１．３．３光伏光热综合利用??光伏电池在实际工况中可以吸收高达８０％的太阳直射能量，然而只有较小的??一部分根据光伏电池的转换效率转换为电能，其他的均转化为热能。这样不仅造??成了光伏电池温度的升高，发电效率的下降，还产生了大量浪费的热能［２５］。为了??降低光伏电池在使用过程中的温度，收集可利用的热能，Ｗｏｌｆ首次提出了将光伏??与光热组合使用，建立了光伏电池与太阳能集热器组合的模型，并模拟了其在建??筑中的使用情况［２６］。事实证明，这种将太阳能光伏组件与传统太阳能集热器组合??起来的ＰＶ／Ｔ集热器，可以极大地提升太阳能转换效率。许多研宄将ＰＶ／Ｔ集热??器的光电和光热性能与单独的ＰＶ模块和太阳能集热器的性能进行比较。Ｈｕａｎｇ??等［２？１通过比较ＰＶ／Ｔ系统与传统太阳能热水器的性能，发现ＰＶ／Ｔ系统的节能效??率达到了?６０％，远高于传统太阳能热水器和ＰＶ系统。光伏电池、玻璃盖板以及??吸热板组装形成的ＰＶ／Ｔ集热器，不仅性能得到改善，而且安装成本也有所降低。??平板式ＰＶ／Ｔ集热器的主体结构与平板式太阳能热水集热器相似，主要的区??别在于ＰＶ／Ｔ集热器吸热板的正面布置了一层光伏电池。平板ＰＶ／Ｔ集热器常常??使用空气、水或者空气与水的组合作为工质［２８］。空气与液体作为工质的太阳能集??热器在本质上是相同的，唯一的区别是流体管道的不同。在建筑一体化中，ＰＶ／Ｔ??常常使用空气作为工质１７］。一般来说，ＰＶＡＴ常常采用的工质是水ｔＭ。虽然空气型??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外能源利用现状分析[J]. 王伟兴,康庆华,董帆,张昌利. 云南化工. 2019(06)
[2]太阳能电池的研究现状与进展[J]. 梁启超,乔芬,杨健,姜言森,徐谦,王谦. 中国材料进展. 2019(05)
[3]太阳能的利用现状及未来发展研究[J]. 肖圣泽. 决策探索(中). 2019(02)
[4]全球可再生能源消费现状分析[J]. 崔荣国,陈其慎,郭娟,郭振华,肖宇评. 地质与勘探. 2018(06)
[5]全球可再生能源发展现状及趋势[J]. 汪波,李朝前. 中国物价. 2018(05)
[6]太阳能光热利用主要技术及应用评述[J]. 王光伟,许书云,韩蕾,孙鸿波. 材料导报. 2014(S1)
[7]中国及世界一次能源消费结构现状分析[J]. 刘磊,金晶,赵庆庆,张盈文,刘娓. 能源研究与信息. 2014(01)
博士论文
[1]平板太阳能集热系统在寒冷地区应用中的冻结机制与性能研究[D]. 周帆.中国科学技术大学 2019
[2]两种带防冻功能的光伏光热综合利用系统的性能研究[D]. 袁伟琪.中国科学技术大学 2019
硕士论文
[1]变转速光伏直驱制冷系统的理论和实验研究[D]. 苏鹏.中国科学技术大学 2019
[2]平板型太阳能集热器关键参数变化对其集热效率影响的研究[D]. 车永毅.兰州理工大学 2016
[3]真空玻璃盖板热管平板式太阳能热水器的理论与实验研究[D]. 王世锋.浙江大学 2004
本文编号：3610994
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１中国的原油产量和消费量??
?第１章绪论???７００??６００??５００??Ｗ?４００??ｍ?３〇〇?＾??２００?…．?…．．一＿＞一，＂…—綱…丨丨■一?????－??１００??Ｑ?，?！?＂ｆ?＇?＂Ｖ?Ｊ?＂＇?■■■■Ｔ－Ｉ?■?－Ｉｊｊ?ｙ?ｒ?Ｊ?＾?＾?＾ｉ?ｎ?ｎｙｊ?ＩＩ?ｆ?ｊ?Ｊ?ｙ?ｉ??ｇｇｇｇｇｇｇｇｇｇｇｇｓｇｇｇｇｇ??〇＿？．ｐｓ＞〇＞ｊ？．ｃｎ〇＇ｓｉａ＞？Ｄ〇－ｆｃＭｗ－ｕａｉａ＞＇？４??图１．１中国的原油产量和消费量??７５％?－ｊ??７０％?＊?厂一＾??６５％?－?厂一／??５５％?广一／一一７??５０％?Ｌ－？？■＿ｒ＿＿．．．，－．－１￣；￣￣￣￣￣：—￣ｒ—－ｒ—１ｒ￣＊￣ｒ－－＾—，—￣＾￣ｒ??ｆ〇ｒｏｒ〇ｆ〇ｒｖｊｒｓ＞ｒｏｒｏｒ〇ｆ〇ｒｏｒｏｉｖ＞Ｎ＞Ｎ＞Ｎ３Ｎ３Ｎ３Ｎ＞Ｎ＞ｐ〇??〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇??私?＾ｕ）ｕｉｃｎａ＞Ｇ＞、ｉ、４、ｉｏｏ??会８ｉ：ＳＳ白白ｈｓｓｓ会会会３会会白３ｈｓ???中国原油进口依鶫度??图１．２中国原油进口依赖度??１．３太阳能利用技术??地球上的绝大部分能源都是来自于太阳能，人类的各种活动和生存发展都离??不开太阳能，自然界各种生物的生长也主要依靠太阳辐射。太阳能被人类以各种??形式利用：太阳辐射可以直接用来发电和发热；风能是由各个地区太阳辐照度不??同，导致温度差异引起大气流动产生的；人类赖以生存的化石能源是远古生物接??受太阳能生长然后沉积形成的。??随着人类的发展，化石能源引起的环境问题愈加严重，寻找可靠的可再生清??洁能源十分必要，太阳能以颇多优点受到人们关注：
?第１章绪论???麵??（ａ）?（ｂ）??１－盖板；２－吸热版；３－工质流动管道；４－保温材料层；５－边框??图１．３平板式太阳能集热器的结构图岡??１．３．３光伏光热综合利用??光伏电池在实际工况中可以吸收高达８０％的太阳直射能量，然而只有较小的??一部分根据光伏电池的转换效率转换为电能，其他的均转化为热能。这样不仅造??成了光伏电池温度的升高，发电效率的下降，还产生了大量浪费的热能［２５］。为了??降低光伏电池在使用过程中的温度，收集可利用的热能，Ｗｏｌｆ首次提出了将光伏??与光热组合使用，建立了光伏电池与太阳能集热器组合的模型，并模拟了其在建??筑中的使用情况［２６］。事实证明，这种将太阳能光伏组件与传统太阳能集热器组合??起来的ＰＶ／Ｔ集热器，可以极大地提升太阳能转换效率。许多研宄将ＰＶ／Ｔ集热??器的光电和光热性能与单独的ＰＶ模块和太阳能集热器的性能进行比较。Ｈｕａｎｇ??等［２？１通过比较ＰＶ／Ｔ系统与传统太阳能热水器的性能，发现ＰＶ／Ｔ系统的节能效??率达到了?６０％，远高于传统太阳能热水器和ＰＶ系统。光伏电池、玻璃盖板以及??吸热板组装形成的ＰＶ／Ｔ集热器，不仅性能得到改善，而且安装成本也有所降低。??平板式ＰＶ／Ｔ集热器的主体结构与平板式太阳能热水集热器相似，主要的区??别在于ＰＶ／Ｔ集热器吸热板的正面布置了一层光伏电池。平板ＰＶ／Ｔ集热器常常??使用空气、水或者空气与水的组合作为工质［２８］。空气与液体作为工质的太阳能集??热器在本质上是相同的，唯一的区别是流体管道的不同。在建筑一体化中，ＰＶ／Ｔ??常常使用空气作为工质１７］。一般来说，ＰＶＡＴ常常采用的工质是水ｔＭ。虽然空气型??
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外能源利用现状分析[J]. 王伟兴,康庆华,董帆,张昌利. 云南化工. 2019(06)
[2]太阳能电池的研究现状与进展[J]. 梁启超,乔芬,杨健,姜言森,徐谦,王谦. 中国材料进展. 2019(05)
[3]太阳能的利用现状及未来发展研究[J]. 肖圣泽. 决策探索(中). 2019(02)
[4]全球可再生能源消费现状分析[J]. 崔荣国,陈其慎,郭娟,郭振华,肖宇评. 地质与勘探. 2018(06)
[5]全球可再生能源发展现状及趋势[J]. 汪波,李朝前. 中国物价. 2018(05)
[6]太阳能光热利用主要技术及应用评述[J]. 王光伟,许书云,韩蕾,孙鸿波. 材料导报. 2014(S1)
[7]中国及世界一次能源消费结构现状分析[J]. 刘磊,金晶,赵庆庆,张盈文,刘娓. 能源研究与信息. 2014(01)
博士论文
[1]平板太阳能集热系统在寒冷地区应用中的冻结机制与性能研究[D]. 周帆.中国科学技术大学 2019
[2]两种带防冻功能的光伏光热综合利用系统的性能研究[D]. 袁伟琪.中国科学技术大学 2019
硕士论文
[1]变转速光伏直驱制冷系统的理论和实验研究[D]. 苏鹏.中国科学技术大学 2019
[2]平板型太阳能集热器关键参数变化对其集热效率影响的研究[D]. 车永毅.兰州理工大学 2016
[3]真空玻璃盖板热管平板式太阳能热水器的理论与实验研究[D]. 王世锋.浙江大学 2004
本文编号：3610994
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3610994.html
