太阳能光伏/光热复合集热器能量转换性能的数值模拟

建立太阳能光伏/光热(PV/T)复合集热器的光电与光热耦合能量转换的数值模型,利用TRNSYS软件模拟PV/T集热器的光电、光热转换性能,分析结构参数和运行参数对PV/T集热器的能量转换性能的影响.计算结果表明:减小集热板排管的管间距与管径的比值有利于提高光热与光电转换性能;冷却流体的入口温度对PV/T集热器的性能影响显著,较低的入口流体温度有利于保持更高的光热和光电转换效率.增加冷却流体的入口质量通量可提高光热和光电效率;当入口质量通量增加至6.9 g/(s·m2)时,PV/T集热器的热、电效率分别为66.2％和10.8％,进一步增加入口质量通量对提高光热、光电效率的作用不大.     

聚光型混合光伏光热系统热电性能分析

混合光伏光热(PV/T)系统将光伏组件与太阳能集热器组合在一起,能够同时提供电能和热能,具有较高的太阳能综合利用效率.建立了具有平板式蛇形冷却通道的聚光型混合光伏光热系统的三维稳态模型,对其中的光电光热转换以及流体流动和传热过程进行了数值模拟,得到了聚光比、冷却流体质量流率、环境风速,以及是否加装玻璃盖板等对系统性能影响的规律.     

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%.     

太阳能辅助地源热泵联合供暖系统模拟研究

为了改善寒冷季节建筑物供暖能耗偏高的问题,利用太阳能光伏光热系统辅助地源热泵（PV/T-GSHP）进行联合供暖。以北京市某民用节能建筑为研究对象,利用瞬时系统模拟程序TRNSYS对PV/T-GSHP系统在供暖季（2018?11—2019?03）的应用进行了模拟分析。针对当地气象参数和系统设备性能指标,建立了4种不同的温度调控策略,并与传统的地源热泵系统（GSHP）模拟结果进行对比。研究结果表明：PV/T系统的光电、光热转换效率分别达到了15.0%和46.6%;与GSHP系统相比,PV/T-GSHP系统的性能系数和整体性能系数平均提升了6.9%和10.3%;通过10 a的长期运行模拟,PV/T-GSHP系统的土壤温度降幅仅为8.0%。     

V形槽式低倍聚光光伏光热一体化组件性能

设计搭建了一种V形槽式低倍聚光光伏光热一体化(PV/T)组件,将V形槽式聚光器与无空腔型PV/T组件结合起来。通过Trace Pro软件模拟发现,V形槽式低倍聚光PV/T系统单日制热量的增加百分比随安装角度的增大呈先增大后减小的趋势。当安装角度为23°时,增强作用最明显,聚光后光热转化功率能提高8.57%。实验结果表明,安装角度23°时总发电量比原来提高了19%。通过动态调整反光铝板安装角度,发现在太阳光照强度最强时V形槽安装角度在20°~30°之间移动时,整体的聚光效率最高。V形槽式低倍聚光PV/T组件的光伏光热效率均高于原有的无空腔PV/T组件和有空腔PV/T组件,具有较大的应用价值。     

太阳能热泵系统的稳定性

在相同的压缩机频率、冷凝水温和相同的电子膨胀阀开度下,文章对PV/T-SAHP系统的动态性能进行了实验和分析,就不同太阳辐照度和环境温度对PV/T-SAHP系统性能的影响进行了对比,提出了光伏-太阳能热泵(PV/T-SAHP)的系统稳定性原理,指出PV/T-SAHP系统需要解决的一些问题.     

太阳能PV/T空气集热器干燥性能实验研究

采用太阳能光伏光热(Photovoltaic/thermal,PV/T)空气集热器收集太阳辐射并转化为热能和电能,为干燥系统提供能量.以玫瑰花为干燥物料,通过实验探究了太阳能PV/T空气集热器的热、电特性以及玫瑰花的干燥特性.实验结果表明晴天工况下该集热器的热、电效率和综合效率分别为32.06%、7.66%和45.93%,其所产电能能够满足5个6 W的直流风机运行15.74 h,且干燥4.04 kg的玫瑰花所需的能量能够完全由太阳能提供.     

基于RBF神经网络的PV/T组件短期温度预测

针对光伏光热综合利用(PV/T)系统热电协调控制中组件温度控制非线性大惯性系统的温度控制问题,文中提出对PV/T组件进行短期温度预测,以使PV/T系统控制器根据短期预测情况提前动作,从而优化PV/T系统控制效果。文中分析了A类天气类型(晴天、晴间多云、多云间晴)下组件温度的变化情况,并结合RBF神经网络对组件温度数据建立预测模型。仿真实例分析结果表明,该预测方法在A类天气类型下预测精度较高,最大相对误差为13.22%,最大平均相对误差为3.6%。研究结果可为后续PV/T系统研究提供技术支撑。     

建筑用太阳能热管式光伏光热系统优化

根据热管式光伏光热(photovoltaicthermal,PVT)系统的能量流动过程,建立了热管式PVT系统数学模型。为研究主要变化参数对系统性能的影响规律,达到系统效率的最优值,以光伏效率及光热效率为优化指标对系统进行了优化,分析了系统主要变化参数(集热器热管数量和集热器倾角)对系统光伏效率及光热效率的影响规律,确定了热管式PVT系统分别在春分、夏至、秋分、冬至日的最高光热效率和光伏效率及系统对应的最优集热器热管数量和集热器倾角。     

基于主成分分析的短期PV/T组件温度预测

为进一步提高光伏/光热(photovoltaic/thermal,PV/T)综合利用系统中PV/T组件温度预测精度,该文采用主成分分析法对原始输入样本数据进行预处理,提取主成分,并利用遗传算法优化BP神经网络结构,对组件温度数据建立预测模型。仿真结果表明,相对于未经主成分提取的神经网络,该方法使得网络模型在晴天和多云天气条件下的预测精度分别提高了7.68%和4.97%,使得网络模型预测精度更高,泛化性能更强。     

遮阳式光伏新风系统性能模拟与优化

对一种新型遮阳式光伏新风系统进行研究,该系统在夏季利用光伏板发电的同时为建筑遮阳,在冬季则可以利用光伏板余热加热新风.采用类区域方法建立了遮阳式光伏新风系统的光电光热转换模型,并采用实验数据对系统模型进行验证,在此基础上对遮阳式光伏新风系统进行优化.研究表明:随着新风量增大,光伏板发电效率、新风得热量与集热效率增大,新风温升与送风温度减小;系统发电效率和集热效率随太阳辐照强度的增大而增大.本文研究的遮阳式光伏新风系统能够有效实现太阳能发电、建筑遮阳和新风加热功能,为建筑节能提供一种新方法.     

光伏辐射板型PV/T系统的电热冷性能

提出了一种基于单晶硅太阳能电池的电热冷联产光伏辐射板,将起集散热作用的辐射板与单晶硅光电池组件耦合,通过辐射板管路内流体循环,降低电池工作温度,一方面提高电池发电效率,同时回收利用余热;另一方面,夜间通过辐射制冷方式,获得冷量,从而实现电热冷联产。通过实验测试分析,光伏辐射板同比PV组件发电效率可提高8%～16%,且集热效率达到45%左右,制冷能力为40～80 W/m 2。     

山东省某商城能耗分析

为掌握山东省内大型商场建筑能耗特点并分析节能对策,对山东省内5个城市的某连锁商城的能耗进行调研,分析得出5家商城的全年平均的能耗指标为199．9 kW·h／（ m2·a）,低于已知的其他地区商场建筑能耗指标。其中商城建筑空调及照明系统总能耗占建筑总能耗中的72．1％,因此空调及照明系统有很大的节能改造空间。提出了的节能措施,可为其他商城在能源系统节能改造及系统运行管理方面提供参考。     

基于太阳能发电的空气源热泵供热系统研究

提出了太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系,结合某处办公建筑,给出了其空气源热泵供热系的设计方案,搭建了实际的空气源热泵供热系统。对太阳能发电与市电互补的空气源热泵供热系统进行了实验研究,结果表明当光伏电源与市电切换时,负载电压与电流波形畸变率较小,系统能够平稳运行。对整个冬季的蓄水箱水温、供暖房间空气温度、系统耗电量等参数进行测试,与传统供热方式比较,系统的经济性显著提高。     

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%.     

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.     

烟气余热复合供暖对生物质直燃发电系统性能的影响

针对生物质直燃发电系统排烟含水蒸汽量大、潜热回收潜力巨大的状况,首次提出了一种生物质直燃发电与吸收式热泵和水源热泵集成的热电联供系统,利用TRNSYS软件对复合供暖系统进行了建模,分析了系统的稳定性,并对系统进行了建模分析及系统效益分析.结果表明:复合供暖系统在采暖季可以稳定为用户输出热量,其中采暖季吸收式热泵运行的性能系数均值为1.61,水源热泵的性能系数平均值为4.32,复合供暖系统的效率为41.85%.加入复合供暖系统后,节能率提升了5.2%,综合能源利用率提升了7.8%,烟气余热回收利用率提升了15.5%,年节约标煤6 416.5 t,年减排CO₂量16 682.98 t、SO₂量128.33 t、NO_X量449.16 t.     

地热闪蒸-双工质联合发电系统最佳参数选择

 介绍了地热闪蒸-双工质联合发电方式,通过数学模拟,分析地热水温度对单位热水发电量、热效率和最佳温度的影响,计算结果表明,地热水温度为80℃时,闪蒸系统采用直接冷却和间接冷却方式的联合发电系统的单位热水净发电量分别为1.08和0.86kW·h/t,地热水温度为150℃时,闪蒸系统采用直接冷却和间接冷却方式的联合发电系统的单位热水净发电量分别为6.57和6.35kW·h/t;采用直接冷却方式的联合发电系统的发电量以闪蒸发电为主,采用间接冷却方式的联合发电系统的发电量以双工质发电为主;当热源温度为100、130和150℃时,采用直接冷却和间接冷却方式的联合系统的最佳温度分别为80和85℃、100和115℃、125和140℃。地热闪蒸-双工质联合发电技术可以为中国中低温地热资源开发提供技术支撑。