聚光太阳能热电系统的实验研究

利用所设计的2m~2槽式聚光热电联供系统,对晶硅阵列和砷化镓电池阵列进行性能测试实验,结果表明:砷化镓电池阵列的聚光特性优于晶硅电池阵列。优选出一定聚光比作用下性能较好的砷化镓电池阵列建立10m~2槽式太阳能聚光热电系统,实验表明:10m~2系统的电池阵列电效率为23.21%,系统光电效率和光热效率分别为9.88%和49.84%,系统(?)效率为13.48%,比基于槽式聚光加热真空管系统(?)效率高158%,比平板光伏发电系统(?)效率高16%。对采用空间太阳电池阵列的10m~2聚光热电系统性能分析表明,槽式聚光热电联供系统发电成本已与平板的持平,且每年还可提供4838.38MJ热量供用户使用。     

槽式聚光太阳能热电联供复合循环

提出一种新型的太阳能光伏发电与供热复合循环系统,该复合循环系统有效利用太阳辐射能量,提高光伏系统电池功率,并将光伏电池所产生的热量有效回收,实现同一聚光集热器对外供电、供热.构建了槽式聚光太阳能热电复合循环实验装置,实验表明,在10倍太阳聚光作用下,单晶硅电池功率可放大5.05倍,并可有效回收太阳电池所产生的热量.太阳能热电联供系统能有效提高太阳能综合利用率.     

单晶硅太阳电池在槽式聚光与普通光照条件下伏安特性的对比研究

为进一步对开发聚光热电联供系统提供依据与指导,在槽式聚光器中,设计了槽式单晶硅太阳能电池热电联供测试系统,并在太阳聚光条件下对单晶硅太阳电池进行了伏安特性的测试.测试结果表明,普通单晶硅太阳能电池在聚光10倍左右的情况下,开路电压变化不大,开路电流放大了4.1倍左右,伏安特性曲线基本满足线性关系.     

基于单螺杆膨胀机的分布式太阳能热电联供系统

分布式太阳能热电联供系统可实现热电联供,满足居民的用电以及生活热水和供暖的需求,在城市和农村建筑中具有广阔的市场。单螺杆膨胀机具有受力平衡、寿命长、振动噪音小等优点,十分符合分布式太阳能热电联供系统的要求。单螺杆膨胀机分布式太阳能热电联供系统,主要包括非跟踪中温太阳能集热简单有机朗肯循环热电联供系统、分布式槽式或线性菲涅尔太阳能聚光带回热两级有机朗肯循环热电联供系统和分布式碟式太阳能聚光蒸汽朗肯循环热电联供系统三种。本文的课题组攻克了单螺杆膨胀机螺杆和星轮的加工技术,研制了五种型号的单螺杆膨胀机,并进行了压缩空气和有机朗肯循环性能试验,试验结果表明研制的单螺杆膨胀机最高效率可达70%以上,最大功率172kW,最小功率5kW。     

基于模型分析的光伏/热（PV/T）太阳能系统设计方法及应用研究

根据聚光PV/T热水太阳能系统的结构特点,分析聚光PV/T热水太阳能系统的设计参数,结合聚光PV/T热水太阳能系统的能量转换、存储和传输特性及用户对系统输出电能、热能的需求,建立聚光PV/T热水太阳能系统光电、热能量转换效率、热水温度及输出电能的设计优化理论模型。并利用设计模型分析不同设计参数对系统输出热、电能量的影响,有效简化聚光PV/T热水太阳能系统的优化设计过程。另外,设计聚光PV/T热水太阳能系统样机,并对其特性进行实验分析。结果表明,系统输出能满足农村家庭对照明电能、热水的基本需要,具有较好的实用性。     

国内可再生能源文献信息

生物质气化发电技术的进展;风能利用的现状及展望;中国太阳能光伏发电产业的现状与前景;寒冷气候条件下耦合双级热泵制热性能实测与分析;一种聚光型太阳能光伏系统的研究;槽式和塔式太阳能热发电的热效率及环境影响分析与评价……     

槽式太阳能供热光伏系统集热器集热性能的实验研究

文章基于沧州地区的气候特点,通过实验分析了传热工质进口温度、直射辐射量对槽式太阳能供热光伏系统中集热器集热性能的影响情况。实验结果表明:沧州地区3月份晴朗天气条件下,槽式太阳能供热光伏系统的集热效率为0.35～0.65;当运行温度为20～100℃时,随着传热工质入口温度逐渐升高,槽式太阳能供热光伏系统中集热器的集热效率和火用效率均得到明显提高;直射辐射量的增大,会导致槽式太阳能供热光伏系统中集热器的集热效率和火用效率随之升高。     

基于槽式聚光反射装置的太阳集热器件性能实验研究

利用槽式太阳能聚光反射装置,对两种太阳能真空管集热器和CHAPS平板集热器进行了以水为流动工质的性能试验,实测系统热效率及温度.对真空管进行了为N2流动工质的实验.实验表明,以水为工质时,采用聚光式太阳能真空管及CHAPS平板集热器,系统具有较好的热转换效率,达70%～80%.当水流量低于0.0046kg/s时,水容易加热至沸腾状态.用真空管对N2进行加热,可使气体温度达450～500℃,但加热气体时的热效率较低,在32%以下.     

抛物面槽式太阳能SolTrace 模拟与实验分析

结合抛物面槽式聚光器的光学特性,应用Sol Tarce光学仿真模拟软件,采用蒙特卡洛射线追踪法对设计搭建的呈东西轴布置的抛物面槽式聚光集热实验系统,建立光学系统模型并进行Sol Tarce模拟分析,获得抛物面槽式吸热管在当天不同时刻下及不同太阳直射辐照度下的有效辐射能通量和抛物面槽式吸热管壁面的能流密度分布,并将模拟得到的结果与实测实验数据进行对比分析,结果表明:模拟结果与实验数据具有较好的一致性,最小及最大偏差分别为8.1%和16.4%,实验数据可较好地验证Sol Tarce模拟系统的可行性及模拟结果的可信度,抛物面槽式吸热管吸收太阳辐射能受太阳光入射角和太阳辐照度的影响较大。模拟结果能够有效地反映聚光型太阳能热发电系统的光学性能及热性能,为聚光型太阳能热发电系统的设计与优化以及工程应用提供参考依据。     

太阳能槽式系统焦平面能流特性及接收器结构优化

采用几何光学基本方法对太阳能槽式系统焦平面的能流特性进行研究,并针对聚光热电联供系统优化其接收器的几何结构。通过对直径太阳模型的构建与数值计算,获得槽式系统在焦平面处能流分布曲线,并与Trace Pro模拟结果进行比较,结果显示软件模拟的相对误差为5.76%。基于CCD(电荷耦合元件)对槽式系统的聚光特性进行实验测量,借助Matlab分析处理能流分布图片,发现实验结果与理论计算、软件模拟相吻合。最后提出一种新型的线聚焦接收器几何结构,研究结果表明该优化设计的接收器有益于提高聚光太阳电池的工作性能。     

复合抛物面聚光太阳能PV/T系统的实验研究

设计并搭建了CPC低倍聚光太阳能PV/T单通道空气系统实验台,对不同工作环境下聚光PV/T系统的热电性能进行了实验研究。实验研究结果显示:在聚光条件下,系统的各表面温度随光照强度的增加而升高,随下部通道入口空气流速的增加而降低。聚光PV/T系统的最大输出功率可达到60W,比对应相同电池面积平板系统最大输出功率高20W。聚光PV/T系统的各效率随光照强度增加而增大,系统的最大电效率为11%,最大热效率为70%,最大火用效率为16%,比单纯发电时最大火用效率提高约5%。实验获得了一批新的有价值的实验数据,为聚光太阳能光伏光热系统的进一步研究提供了依据。     

槽式太阳能集热管热性能评估方法

真空集热管是槽式太阳能聚光集热系统的核心部件之一.集热管工作过程中通过辐射换热、对流换热和热传导的方式将热量传递给环境,这部分传递到环境中的热量称为集热管的热损失.真空集热管的热损失是聚光集热系统热损失或总能量损失的主要组成,在很大程度上决定着聚光集热器的光-热转换效率,因此对集热管热性能的正确评估对聚光集热系统的研究至关重要.本文对槽式太阳能集热管热性能的计算、评估分析方法等进行了分析.     

低熔点熔盐在槽式太阳能集热中的初步实验研究

为了掌握熔盐在槽式太阳能热发电中的运行规律,将一种熔点86℃、上限工作温度550℃的低熔点熔盐Hts用于所搭建槽式太阳能聚光集热试验台的传热工质,测得稳定、可靠的熔盐流量,得到集热管在不同熔盐温度下的热损失,初步掌握熔盐在槽式太阳能集热系统中的运行规律。通过实验运行解决熔盐在槽式太阳能热发电系统中易于凝固堵塞管路和设备、非聚光状态下能耗过高的问题,进一步提高系统的可靠性。     

中国太阳聚光光伏示范电站在内蒙古建成

国内首座太阳能聚光光伏示范电站在内蒙古鄂尔多斯市建成．该项目安装了200kW太阳能聚光光伏电池和5kW常规平板太阳能光伏电池。聚光光伏发电系统可提高太阳能电池的发电量     

基于PLC的槽式聚光集热器跟踪系统的设计

采用PLC对槽式太阳能聚光集热器跟踪系统电气控制系统进行设计,达到槽式聚光集热器跟踪系统自动控制的目的,并实现了远程监控。采用PLC进行数据采集和过程控制,利用计算机实现远程实时监控,提高了槽式太阳能聚光集热器跟踪系统的精度及稳定性。该槽式太阳能热利用跟踪系统达到了国内先进水平,提高了其市场竞争力。     

矩阵型聚光光伏光热一体化系统热电性能研究

提出了一种矩阵型聚光光伏光热一体化系统,设计并制作了具有传热效率高等优点的水冷型PV/T接收器;设计了聚光比为13.58的聚光太阳能系统,并建立了实验系统;研究了太阳辐射强度的变化对电池性能的影响,以及太阳辐射强度对聚光系统综合热电性能的影响。实验结果表明:在相同环境和实验条件下,聚光太阳电池输出的最大电功率为65.1 W,对应的光电转换效率为12.1%;非聚光太阳电池输出的最大电功率为8.3 W,对应的光电转换效率为13.4%;而矩阵型聚光光伏光热一体化系统的热电综合效率达到71%。     

一种新型全铝扁盒式PV/T热水系统

将单晶硅光伏电池与全铝扁盒式太阳能热水器集热板通过特殊工艺粘结起来,制成了一套自然循环式光伏光热一体化(PV/T)系统,在利用太阳能发电的同时提供热水。于04年7月-10月在合肥地区进行了室外实验,测试并讨论了该系统以不同水量和不同初始水温运行时的光电光热性能。结果表明,当m/Ac>80kg/m2时,这种PV/T热水系统的发电效率在10.15%左右,热效率在50%左右,光电光热总效率可以达到60%左右,光电光热综合性能效率可以达到70%左右。相对于单纯的光伏系统或自然循环式太阳能热水系统,这种PV/T热水系统具有占地面积小、综合效率高等优点。     

聚光跟踪光伏&光热一体机热性能

综合考虑聚光跟踪光伏&光热一体机在不同气候条件下的工作状况,设计一套光热装置,解决聚光光伏电池板的温升问题,并将部分无法转换成电能的太阳能以热能的形式收集起来。通过测试验证,该光热装置可有效解决聚光光伏电池片的散热问题,还可收集太阳光热,获取利用价值较高的热水,从而达到高效、低成本太阳能光伏&光热的综合利用;在不需热水的条件下,通过辅助内循环控制,该光热装置还可确保聚光光伏单独运行;考虑阴雨天气,通过手动加热控制,可确保阴雨天气的热水供应。     

复合抛物面槽式光伏聚光器性能研究

文章提出了一种复合抛物面槽式光伏聚光器,介绍了该聚光器的工作原理,利用Solidworks软件对其进行三维建模,并通过光学仿真软件对不同入射偏角、光伏组件不同安装位置时接收体表面的光线接受率和聚光效率进行计算。该课题组搭建了复合抛物面槽式光伏聚光器试验台,对该光伏聚光器的输出电功率进行了测试和对比分析。结果表明:当复合抛物面槽式光伏聚光器径向入射偏角的变化范围为0~7°时,光线接受率为99.35%~60.49%;聚光效率随轴向入射偏角的增大呈线性降低的变化趋势;光线接受率和聚光效率随光伏组件与入射光之间夹角的增大而降低;在自然天气条件下,复合抛物面槽式光伏聚光器的输出电功率约为相同测试条件下平板光伏组件的2倍。     

太阳能热发电系列文章(6)聚光太阳能热发电的控制系统

聚光类太阳能热发电技术是指利用聚光器收集太阳能,通过接收器转换成热能,加热工质,驱动热动力装置进行发电的技术。现有的聚光类太阳能热发电系统按照形式不同可分为槽式太阳能热发电系