槽式聚光系统聚光硅电池阵列特性实验研究

利用所设计的槽式聚光热电联供系统,对栅线平行分布和反方形分布的两种聚光硅太阳电池阵列进行了性能测试研究。结果表明,在能流聚光比为20倍的槽式聚光器下,两种电池阵列的光电效率分别为11.42%和13.89%,最大输出功率分别比聚光前放大16.06倍和19.33倍。两种电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为:-0.047 W/K、-0.45%/K、-0.035%/K;-0.029 W/K、-0.176%/K、-0.105%/K.研究结果为中低倍聚光系统聚光电池的选择和槽式聚光热电联供系统性能的优化提供参考。     

槽式聚光集热驱动吸收式空调系统研究

以太阳能单效吸收式空调系统为研究对象,选用太阳能槽式聚光集热器与溴化锂单效吸收式制冷机对100m2会议室进行夏季制冷、冬季制热、春秋季提供必要的生活热水性能分析.结合昆明当地气候条件和该会议室结构、朝向等因素对所选会议室进行全年能耗分析,结果为夏季冷负荷75W/m2、冬季热负荷50W/m2.根据理论分析结果以及经济实用性确定选用60m2抛物槽式聚光集热反射镜、23kW溴化锂吸收式制冷机、15kW风机盘管作为系统参数,为槽式聚光集热与吸收式制冷机组相结合的系统性能研究提供理论依据.     

槽式太阳能系统聚光镜面参数对聚光特性的影响研究

对槽式太阳能系统聚光镜面参数对聚光特性的影响进行了理论、模拟及实验研究。结果显示,平行光下聚光镜面厚度、焦距、折射率导致汇聚光线在焦线位置发生横向离焦偏移△X与纵向离焦偏移△Y,采用OriginPro拟合出具有高相关指数的实用经验公式,并通过TracePro仿真及以焦距1060mm、反射镜折射率1.5、开口宽度1 600mm的典型槽式系统为平台进行实验验证。此研究可为太阳能槽式聚光系统进一步的设计优化提供参考。     

V型槽聚光下PV系统的性能研究

设计制作了V型槽聚光PV系统,基于此系统对多晶硅电池阵列和空间太阳电池阵列进行实验研究。结果表明,V型槽聚光下多晶硅电池阵列的最大输出功率为6.198W,是非聚光下的1.21倍。空间太阳电池阵列的最大输出功率由未聚光时的7.834W增至聚光后的14.223W,提高了近一倍。采用通水冷却方法,研究了V型槽聚光下电池工作温度对电池阵列开路电压、短路电流、输出功率和填充因子的影响。聚光水冷后多晶硅电池阵列最大输出功率增加到8.28W,比普通光照下提高了62.67%.     

聚光与冷却条件下常规太阳电池的特性

为进一步开发常规电池的聚光光伏热电系统提供指导和依据,设计加工了太阳能电池的冷却换热器,建立了聚光条件下太阳电池热电性能试验系统,并对聚光强度为0.85～20kW/m2、无冷却和采用水自然对流冷却条件下常规太阳电池的热电特性进行了试验测试,研究结果表明,常规太阳电池入射光强为1kW/m2的峰值输出功率为66W/m2;采用聚光但不进行冷却,入射光强为3.3kW/m2时仍有较高效率,此时其峰值输出功率为177.7W/m2,是不聚光的2.7倍。采用聚光并进行冷却后,常规电池在光强为6kW/m2时仍有较高效率,此时其峰值输出功率为318.5W/m2,是不聚光的4.8倍;当光强在1～20kW/m2范围内的时候,设计加工的换热器能够保证在聚光状态下太阳电池低于60℃,使电池在较高的转换效率下工作。     

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.     

V型槽式低倍聚光PV/T组件性能研究

本文设计搭建了一种V型槽式低倍聚光PVT组件,将V型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型槽式低倍聚光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型槽安装角度在20°-30°之间移动时整体的聚光效率最高。V型槽式低倍聚光PVT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。     

InGaN/GaN多量子阱太阳电池的光电性能研究

对利用In含量为0.3的In Ga N/Ga N多量子阱制作的In Ga N太阳电池的结构和光电性能进行了研究,该太阳电池的In Ga N/Ga N多量子阱结构在一定程度上减轻了In N和Ga N相分离现象.研究结果显示,In Ga N/Ga N多量子阱结构的太阳电池,在单色光波长大于420 nm的工作条件下的光电性能有明显的改善.利用In Ga N/Ga N多量子阱结构制作的In Ga N太阳电池,其开路电压约为2.0 V,填充因子约为60%,在波长420 nm时,外量子效率为40%,但在波长450 nm时,却只有10%.     

PV/T太阳能热泵系统的性能研究

提出一种新型的太阳能热泵系统——PV/T-SAHP系统，该系统具有光电/光热综合利用的功能；建立了PV/T-SAHP系统的动态模型，对该系统的运行特性进行了数值模拟。结果显示，PV/T-SAHP系统的电效率和热效率较传统的太阳能系统和热泵系统都有明显提高，运行能耗较普通热泵大幅度降低；系统PV/T蒸发器的面积、管间距、倾角等参数的变化对电效率和热性能会产生比较大的影响，是系统优化设计的关键因素。     

InP/InGaAsP/InP多量子阱太阳电池结构的优化研究

用金属纳米粒子沉积在InP/InGaAsP/InP多量子阱太阳电池表面,利用光散射来研究该电池改善后的光电性能。金属纳米粒子对量子阱太阳电池器件光电性能的作用结果是：用量子阱层与周围材料反射系数的差异来限制不同方向的入射光进入太阳电池器件侧面的传播路径。量子阱太阳电池通过这种结构优化设计,对于硅和 Au 纳米粒子,可以观察到短路电流密度分别增加了12.9%和7.3%,输出最大功率的转换效率分别增加了17%和1%。     

微水电/光伏互补发电系统设计

我国西南部的大部分地区,气候干湿季分明,水能与太阳能形成了良好的互补,微水电和光伏互补发电系统符合当地资源的实际情况,有很好的推广价值。文章对微水电和光伏互补系统的设计进行了研究,提出了系统的系统设计的原则和方法。     

光伏及光热一体化的工艺性能分析

制作了一套集光伏组件与平板集热器为一体的PV/T复合系统,并在昆明地区进行了试验,就光伏组件和平板集热器结合的参数、有无遮阴及如何提高热性能进行了探讨,为今后PV/T复合系统的设计、生产和安装提供参考。     

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%.     

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。     

中国部分城市太阳能蒸汽热发电系统性能分析

以饱和蒸汽循环太阳能热发电系统为研究对象,对太阳能热电系统进行了理论-模型-模拟的一体化研究.根据中国30个省会城市的气象数据,模拟运行了所设计的槽式热发电系统,计算了所设计的各地热发电系统全年的运行情况,分析了系统总效率随昼夜、季节、年度以及纬度的变化,探讨了不同常规能源作为太阳能补充时的经济性.研究结果表明:电站整体有效工作时间以及全年总发电量是选择太阳能热发电站地址的主要考虑因素,此外,无烟煤以及天然气资源可作为不同情况下备选的常规能源,以提高太阳能热发电站的整体性能.     

新型太阳能光伏照明系统的研究

研究了新型太阳能光伏照明系统,依据蓄电池的自维持时间和最短恢复时间,对太阳能电池与蓄电池的容量进行研究.以ATMEGA8单片机为控制芯片,研究了包括蓄电池过充与过放保护、多挡时控等功能的新型数控太阳能路灯控制系统的软件、硬件实现方法,并对现有LED驱动电路进行了改进,提高了变换效率.     

新型矿用可移动救生舱热防护性能研究

矿用可移动式救生舱是井下紧急避险系统中的重要技术装备,为井下被困人员提供稳定可靠和保障齐全的维生空间,而热防护性能是直接影响救生舱救援效果的一个重要因素。对比原有救生舱隔热结构对提出的新型救生舱舱体隔热结构进行了研究,通过ANSYS Workbench对新型舱体进行了瞬态热分析,模拟救生舱舱内在高温环境条件下的温度变化,并对分析结果进行了总结评价。最后通过试验进行对比分析,验证了模拟分析的可靠性。