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对采用定容式冷却的低倍聚光光伏光热系统的设计与研究.pdf
太阳能学报 Vol. 34 , No.9
第34 卷第9 期
2013 年9 月 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA Sep. , 2013
文章编号: 0254刷刷(2013) 09-1638峭
对采用定容式冷却的低倍聚光光伏/光热系统的
设计与研究
徐 寅,华永明,王程遥,张耀明
(东南大学能源与环境学院太阳能技术研究中心,南京 21∞96)
摘 要:为降低系统运行能耗和提高出口热水可利用性,提出一种新型采用定容式冷却的低倍聚光光伏/光热
(PVT) 系统。于南京选择一晴朗天气,在进水温度为20C和出水温度为4OC的条件下,进行室外实验。实验结果
表明该系统的热效率可达39.4% ,电效率可达 14.1% 。同时,还采用有限容积法对该系统进行建模,以实验当天的
环境数据为基础对系统热性能和电性能进行模拟,模拟结果与实验吻合良好,为进一步优化该系统打下基础。
关键词:光伏/光热系统;效率;定容冷却; PVT 集热器
中圄分类号:四513 文献标识码:A
设计,出口水温一般较低,需加热后才能进一步利
。引言
用。本文在总结前人经验的基础上设计了采用定容
光伏/光热(PVT)技术是一种利用太阳辐射能同 式冷却的低倍聚光光伏/光热(PVT) 系统,可降低运
时生产电能和热能的太阳能利用技术,由 Wolf M[l] 行功耗和提高出口热水可利用性。
于 1976 年首次提出,在其对家用型 PVT 系统分析 1 系统介绍
的文章中指出,该技术实际可行且成本比单纯 PV
本文设计的定容冷却低倍聚光PVT 系统如图 1
技术更具有吸引力。在随后的几十年发展中,PVT
技术的研究主要集中于核心部件一-PVT 集热器的 所示,该系统由 PVT 集热器、聚光系统、眼踪系统、
研究,Zond吨 HA 等[2 , 3] 对 PVT 集热器的设计和制
并网逆变系统和热水收集系统组成。其中,光伏/光
热集热器采用 Zond吨 H A[2] 推荐的单层盖板的管
造工艺经行了总结,在设计方面,比较了多种集热器
设计如条式集热器、管板式集热器等,发现单层盖板 板式设计,由超白钢化玻璃、EVA、电池片、铝质吸收
的管板式集热器性能最优;在制造工艺方面,比较了 板整压而成。跟踪系统采用两维光电式跟踪,通过
胶连和整压两种工艺,指出采用整压工艺的集热器 粗跟踪传感器、精跟踪传感器、信号处理模块和计算
热阻小、热性能好,但应注意漏电防护和环境隔绝。 处理模块实现大范围、精确跟踪太阳位置。聚光系
近 10 年的 PVT 研究主要集中于PVT 系统设计与模
统采用超白玻璃,根据光学反射原理设计,确保光线
拟,Chow T T[4] 针对常流式冷却平板 PVT 系统提出
经反射后聚集于PVT 集热器上,其几何聚光比为 10。
显式的动态建模;Ro配llJI 等[5] 首次提出将聚光技
根据该PVT 系统的额定功率,选择 SMC5(削A 并网
术应用于PVT 技术中;季杰等[6] 对自然循环 PVT 逆变器,将系统并人内网,同时建设有控制室可实现
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