电热冷联产光伏辐射板集热集冷性能优化

建立了电热冷联产光伏辐射板(PV/R)组件三维计算流体力学模型,采用Fluent软件进行了夏季晴天工况下管间距和操作流量对组件集热集冷性能影响的模拟分析与优化,并探讨了PV/R组件的经济性和运行模式.集热模式下,PV/R组件电池平均工作温度能控制到50,℃以下,增加流体流量、减小铜管间距有利于降低电池工作温度,但减小管间距不利于集热温度和集热效率的提高.集冷模式下,提高流体与环境之间温差能有效提升辐射制冷功率,流体与环境温差为5~10,℃时,辐射制冷功率达到40~90,W/m~2.权衡集热和集冷性能,PV/R组件优化管间距和适宜流量范围分别为130,mm和180~240,L/h,对应的集热温度、集热效率和辐射制冷功率分别为38~45,℃、48%,~52%,和50~60,W/m~2.     

整体煤气化固体氧化物燃料电池电热联产系统分析

整体煤气化固体氧化物燃料电池-燃气轮机混合发电系统(Integrated gasification solid fuel cell-gas turbine hybrid powergeneration system,IGFC-GT)是一种高效清洁合理的煤炭发电技术。混合系统的模型搭建及性能分析对于系统集成和商业运行有着重要的意义。通过查阅国内外在致力于提高SOFC发电效率方面的研究文献,并根据课题组的前期研究成果,基于商业软件Aspen Plus平台,搭建了IGFC-GT混合发电系统的电热联产系统模型图,分析了IGFC-GT电热联产系统的性能,结果表明该系统具有较高的发电效率及总能量利用率。     

双V型槽式低倍聚光光伏系统实验研究

为了减少单位产能所需的电池面积和降低光伏系统发电成本,采用低倍聚光器将太阳光汇聚在光伏电池上,对太阳电池进行低倍聚光.设计双V型槽式低倍聚光光伏系统,利用太阳跟踪系统和数据采集系统研究了在不同聚光条件下,常规单晶硅太阳电池组件的短路电流、开路电压、最大功率等电池特性参数,利用在电池组件下加装散热器来解决聚光后组件温度升高的问题.实验结果表明,采用双V型低倍聚光后,电池功率提高了27%,短路电流提高了25%,开路电压和填充因子变化不大,电池表面温度升高到44.8℃.利用双V型槽式低倍聚光光伏系统,增大了电池组件发电功率,为使用简单可靠的聚光器降低光伏系统发电成本提供了有效方法.     

冷冻水调节模式对冷辐射板性能的影响

通过实验测试,研究冷辐射板表面快结露时,冷冻水阀门调节模式对冷辐射板的防结露效果、制冷能力和室内热舒适性的影响.结果表明:在冷辐射板表面快要结露时,冷冻水阀门通断调节模式下有较好的防结霜效果,但辐射板制冷能力会下降,室内热舒适性变差;冷冻水阀门比例积分微分(PID)调节模式下的供水流速为0.30~0.45 m·s^-1时,冷辐射板既有较好的防结霜效果和制冷能力,又能维持较好的室内热舒适性.     

一种集成式追光光伏发电冷柜的设计研究

设计开发了一种光伏发电冷藏柜,采用对日跟踪伺服控制系统及单轴追光方式,通过单元追踪的方式实现了对太阳能的高效利用.并在晴朗及阴雨天气下分别进行实验,实验结果验证了追光式光伏板光电转换效率优于固定式光伏板,同时证明了该供电系统可以保证冷藏柜的独立稳定运行.制冷实验过程中,明确了制冷剂的最佳充注量为120 g,进一步实验后...     

基于热管的光伏冷却技术研究进展

光伏发电技术的发展和推广是实现碳中和的关键途径之一，但传统光伏电池效率会随自身温度升高而下降，故采取冷却措施降低其温度成为光伏领域的热点问题，其中具有结构简单、传热效率高、可塑性强、被动运行等优点的热管近年来受到了重点关注，而相关研究现状尚待分析汇总. 本文从不同热管类型的视角对该领域进行了深入探讨，涵盖热管及其与天空辐射制冷、相变储能、热电制冷和纳米技术耦合下的多种冷却方式，并结合基于热管的光伏冷却技术的发展现状讨论其系统性能、经济和环境效益，对该研究方向进行了展望. 综合既有研究发现，热管冷却是一种环保、经济且可行的光伏冷却方式，能有效降低光伏温度并提升其均匀性，且在技术耦合下可实现太阳能与其他清洁能源的科学协同利用，提升其发电性能或实现制冷、储能等附加功能，其发展应用对推动节能减排事业有着积极意义.     

复合光伏阵列的优化匹配研究

为了提高光伏发电效率,降低独立光伏发电系统成本,将强光特性的单晶硅电池和弱光特性的非晶硅电池复合应用在发电系统中。通过对太阳电池的I-V特性分析,构建复合光伏阵列输出功率与辐照强度、温度之间的关系,通过辐射量、日照时数等气象参数对定容量的独立光伏发电系统进行了光伏复合组件的优化研究。     

工业厂房光伏屋顶构造形态对发电效益的影响

基于历史气象数据建立辐射传输模型,对比屋顶光伏板平铺式安装和倾斜式安装的发电效益差异,评估多种工业厂房光伏屋顶构造形态的发电效益.结果表明:相对于倾斜式安装,同等面积的平顶厂房平铺式安装光伏板每年可以提高70.9％的发电量,单位面积年平均发电量仅减少4.49％;相对于倾斜式光伏系统,平铺式安装于拱顶、双坡、多跨、多脊式...     

浅析山区复杂地形光伏发电站光伏板总体布置

国家提倡节能减排大力支持新能源发电项目,在四川地区具有丰富的风和太阳能资源,如何把这些资源转换成人们日常生活所用,通过风能和太阳能发电是比较直接的途径。四川地区的风能和太阳能比较丰富的地方一般都是地处山区,山区的地形地貌陡峻,地质构造复杂,厂区征地、道路运输、施工方法、施工周期、对周边环境影响等因素在电厂站址总体布置时都应考虑。对于光伏电站光伏板阵列的布置将对整个厂区征地面积和发电量的大小起控制作用,以我公司设计的某光伏发电厂为依托详细阐述光伏电站光伏板的总体布置。     

平流层飞艇光伏电池传热特性

太阳能是平流层飞艇的理想能源,其热特性与飞艇浮力,蒙皮强度息息相关。准确预测飞艇的温度场是飞艇设计的重要步骤,但现有研究缺乏对太阳能电池的热特性分析。本文提出了一种包括太阳辐射,天空、地面长波辐射,蒙皮红外辐射和对流换热的飞艇模型,将几何模型离散化,编写C++程序计算了和分析了光伏电池的转化效率,吸收率、发射率、热阻和飞艇朝向对飞艇热性能、光伏阵列输出功率的影响。结果表明,较大的光伏阵列转化效率,发射率和等效热阻有利于改善飞艇“超冷”和“超热”现象的改善。光伏电池的辐射特性对光伏电池和氦气温度的影响最大：吸收率从0.5增加到0.9,主氦气囊昼夜温差升高约11.2K,光伏电池最高温度升高约29.8K;发射率0.1增加到0.9,主氦气囊昼夜温差降低约15.3K,光伏电池最高温度降低约50.2K。本文计算结果为飞艇的热稳定性的优化提供参考。     

新型辐射板的实验研究及在西北地区的应用

研究一种价格低廉的新型辐射板的供冷供热能力及其应用途径．分别对这种新型辐射板在夏季与蒸发冷却结合供冷和在冬季供热的能力进行了实验研究，为辐射吊顶与蒸发冷却相结合的新型空调系统的设计计算和实际应用提供详尽的技术参数；与目前市场上的辐射板的冷却能力和供热能力进行了比较，指出新型辐射板在西北地区与蒸发冷却技术相结合，具有广阔的应用前景。     

Solar-driven high temperature radiant cooling

Solar energy is widely used as one of the most important renewable energy. In addition to the growing applications of solar PV and solar water heater, solar cooling is also considered very valuable and the related researches are developing fast because of the synchronism between solar irradiance and building cooling load. Current studies mainly focus on the high temperature solar collector technique and heat-driven cooling technique, while little concern has been paid to the transport process of cooling power. In this paper, the high temperature radiant cooling is studied as an alternative way for transporting cooling power, and the performance of the combination of radiant ceiling and solar cooling is also studied. From simulation and theoretical analysis results, high temperature radiant cooling terminal shows better cooling power transportation ability against conventional air-conditioning terminal, and its thermal comfort is improved. Experiment results indicate that radiant cooling can enhance the chiller’s COP (Coefficient of Performance) by 17% and cooling power regeneration by 50%. According to analysis in this paper, high temperature radiant cooling is proved to be suitable for solar cooling system, and out work can serve as a reference for later system design and promotion. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50876064)     

商场冷凝水耦合光伏/光热系统的应用分析

太阳能光伏光热(solar photovoltaic-thermal, PV/T)技术将光伏和光热结合,可实现产电效率的提高和低品位热源的综合利用。基于商场空调冷凝水的实时回收量,本文研究建立了冷凝水水冷式PV/T系统,研究了该系统的性能和环境效益。在确定商场的空调冷凝水的逐时水量的基础上,将冷凝水水冷式PV/T系统与单一光伏(photovoltaic, PV)系统的性能进行对比分析。结果表明,冷凝水水冷式PV/T系统通过收集制冷季商场内空调产生的大量冷凝水作为冷却介质,降低了光伏电池板的温度,典型日的光伏效率提升了17.78%,在整个制冷季,冷凝水水冷式PV/T系统较单一的PV系统净发电量增加了365.55 kW·h,具有6 938.27 kW·h的节能效益,可减排6.439 t二氧化碳。     

扁盒式太阳能光伏热水一体墙的理论研究

建立了扁盒式光伏热水一体墙的理论模型,采用由软件生成的合肥地区全年气象数据对其光电光热性能和室内得热量进行数值模拟.计算结果表明,系统的光热效率一般在40%以上,光电效率一般在11%以上,与常规混凝土墙体相比,扁盒式光伏热水一体墙不仅有很好的热电收益,同时由于改变了建筑围护结构的性质,很好地改善了室内热环境,尤其在夏季和冬季,大大降低了空调负荷,起到了很好的建筑节能效果.     

商场冷凝水耦合光伏/光热系统在不同气候区的适宜性研究

光伏光热技术是太阳能的主要利用方式之一,太阳能光伏光热一体化（Solar photovoltaic-thermal, PV/T）系统可实现系统产电和热量的双重效益。基于不同气候区的气候特征,以商场冷凝水耦合光伏/光热系统为研究对象。本文在确定制冷季冷凝水量的基础上,计算分析了系统一次能源节约率及环境效益,研究了该系统在不同气候区的适宜性。结果表明,在寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区,PV/T系统比光伏（Photovoltaic,PV）系统更加高效节能。在整个制冷季中,PV/T系统的发电量均高于PV系统,海口的发电效率提升了0.53 %,拉萨的发电效率提升了0.11 %;PV/T系统在海口地区一次能源节约率最高,达到59.62 %;青岛CO2减排量最高,总减排量达到5.5 t。     

寒冷地区空气冷却型PV/T系统性能模拟分析

针对冷却通道位于光伏板上侧的空气冷却型太阳能光伏光热(PV/T)系统,采用验证后的数值模型模拟研究冷却通道长度、高度及空气入口流速等设计参数对系统性能的影响.结果表明:在寒冷地区夏季典型日工况下,随着气象参数的变化,最佳空气入口流速范围为0.8~3.2 m·s^-1,对应的系统效率变化范围为14.61%~15.24%.     

装配式辐射供冷顶板性能的数值模拟

为提高装配式辐射供冷顶板的性能,建立了一种采用空气层进行热量交换的装配式辐射供冷顶板的数学模型,应用CFD(computational fluid dynamics)技术,数值模拟了耦合冷冻水管辐射顶板空气层的流场和温度场,分析了不同空气层厚度和不同供水温度对辐射顶板热特性的影响.数值模拟结果表明:空气层内由于温度差引起自然对流,辐射板内通过辐射,对流和导热的传热方式,使辐射板表面温度分布更均匀.在保证辐射板表面最低温度高于室内露点温度的条件下,随着空气层厚度和供水温度的增加,辐射板的表面平均温度升高,供冷能力下降.空气层厚度和供水温度的增加或减小会降低辐射板表面温度分布的均匀性.     

多曲面槽式聚光太阳电池电热联供系统性能研究

介绍了一种多曲面槽式太阳能聚光器的工作原理,对该装置进行了三维建模,利用光学分析软件对该聚光器安装平板式太阳电池进行光线追迹分析,直观地再现了聚焦光线的分布.基于该多曲面槽式聚光系统,提出一种新型的聚光太阳电池电热联供系统(TCPV/T).该系统能够有效利用太阳辐射能量,提高太阳电池输出电功率、光电转换效率,并将太阳电池产生的热量有效回收,实现聚光发电系统对外输出电能、热能.构建了多曲面槽式聚光多晶硅太阳电池电热联供实验系统.实验结果表明,在约3倍太阳聚光作用下,与非聚光平板电池、安装于同一聚光器内的太阳电池输出电功率相比,聚光电热联供系统输出最大电功率分别提高了96.4%和64.2%,系统综合性能效率达到62.8%.     

光储充一体化充电站的建模与仿真

基于电力系统仿真软件建立某在建光储充一体化充电站的仿真模型,采用静止无功补偿器（static var compensator,SVC）对配电网进行补偿,抑制光储充一体化充电站并网时造成的电网电压波动。研究结果表明,所建立的仿真模型在最大功率点跟踪控制策略下,不仅能够实现光储充一体化充电站的基本功能,实现系统充放电的稳定性,且通过SVC补偿后,电网母线电压有效值的波动从227%降至43%。说明SVC对光储充一体化充电站并网时的电压波动具有良好的抑制效果,所设计的系统模型是合理、有效和稳定的。