光伏光热一体化系统
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浅谈PV/T集热器综合利用的新进展光伏光热一体化技术是为了使电池效率保持在比较高的水平,可以在电池背面敷设流体通道,利用通道内的载热流体(空气或水)带走电池里的热量以降低光伏电池的温度。
用层压或胶粘技术将光伏电池(或组件)与集热器组合在一起,就成为了光伏/光热(PV/T)集热器。
可以更大程度地提升太阳能的利用率,降低使用成本,具有重要的市场价值和探究价值。
标签:光伏光热一体化;集热器;效率前言随着节能减排问题的日益紧迫,可再生能源的开发利用受到了越来越多人的关注。
太阳能既是一次能源,又是可再生的能源,在利用与开发中不会给环境造成污染。
它资源丰富,无论陆地、海洋、草地或沙漠都可以应用安装,具有常规能源不可比拟的优势。
到二十一世纪末,太阳能将取代其他能源,跃居使用量第一。
可以看出二十一世纪是可再生能源的世纪、太阳能的世纪。
然而在太阳能光伏利用方面仍存在两个急需解决的困扰:光伏发电成本比较高以及光电转化效率比较低。
当太阳光照到光伏电池上时,只有能量大于其半导体材料的禁带宽度的部分光子能量能够转化为电能。
其他能量不仅不会转化为电能输出,还会是光伏电池升温进而造成光电转换效率下降。
这部分热能将导致太阳电池温度升高,会比周围的环境温度高38℃左右,随着光伏电池温度的升高会带来以下几种不利因素:光伏电池的吸收能带降低,电池所产生的短路电流增加;光伏电池的逆向饱和电流增加,开路电压下降;光伏电池效率降低,当温度上升1℃将导致输出功率减少0.4%~0.5%。
因此一种比较新的概念就应运而生PV/T即光伏光热一体化。
为了使电池效率保持在比较高的水平,可以在电池背面敷设流体通道,利用通道内的载热流体(空气或水)带走电池里的热量以降低光伏电池的温度。
用层压或胶粘技术将光伏电池(或组件)与集热器组合在一起,就成为了光伏/光热(PV/T)集热器。
PV/T集热器一般由冷却介质、光伏电池组件、盖板、保温层等组成。
根据集热器的冷却流体不同,又可分为水冷却型PV/T集热器和空气冷却型PV/T 集熱器。
光伏光热一体化系统的研究与应用随着全球对于环境保护的意识日渐增强,更加经济、高效、环保的能源利用方式逐渐成为人们探索的方向。
其中,光伏光热一体化系统作为一种新型智能能源利用方式,备受研究者和各界人士的关注。
一、光伏光热一体化系统的基本概念光伏光热一体化系统是将太阳能光伏发电和太阳能光热利用两种方式有机结合,将热能和电能进行高效利用的一种综合型能源系统。
在光伏光热一体化系统中,太阳能光伏电池板不仅可以产生电能供给日常生活和工业生产需要,同时也可以将热量输送到太阳能集热器,将太阳能转化为热能,用于暖气、热水、干燥等方面。
这一系统的优点在于:降低了太阳能的利用成本,加强了系统的稳定性和安全性,减少了对传统能源的依赖,对于缓解能源紧缺问题和降低碳排放有着很大的积极意义。
二、光伏光热一体化系统的技术原理光伏光热一体化系统的核心在于太阳能光伏电池板和太阳能集热器,并通过管道和交换器将热量输送到需要加热的设备上。
太阳能光伏电池板通过铝制支架并置于太阳光下,可以将太阳光的能量转化为电能,光伏电池板的电能可以直接供给电力系统。
太阳能集热器则是利用另一种方式同样收集太阳的光能,通过镜面反射,将光线聚焦到集热管上,并将热量传导到热水、蒸气和空气等媒介上,达到加热的目的。
两者的有机结合,实现了能量的充分利用,提高了光伏光热一体化系统的能源利用效率。
三、光伏光热一体化系统技术的应用光伏光热一体化系统技术已经在实际应用中得到了广泛的推广。
在生活和工业生产中,它的应用领域也变得越来越广泛。
在一些温暖地区,太阳能已经成为了主要的采暖能源,与传统的取暖方式相比,光伏光热一体化系统不仅更加环保,而且节约能源。
在工业生产中,例如食品生产及加工行业,利用光伏光热一体化系统的优势,可以在一定程度上降低生产成本和提高生产效率。
未来,光伏光热一体化系统还有着广阔的发展前景。
尽管光伏光热一体化系统技术在某些方面还需要改进,但其作为一种新兴的能源利用方式,已经逐渐成为探索可持续能源的重要领域之一。
光伏光热一体式阳台壁挂系统李筛;张洋;潘大潮;庞连红【摘要】将光伏与光热结合起来,开发了一款新型的阳台壁挂系统.描述了产品的关键技术,分析了产品的优点和技术之处,阐述了该产品市场推广的价值.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2013(000)018【总页数】3页(P30-32)【关键词】光伏光热;阳台壁挂;直流泵【作者】李筛;张洋;潘大潮;庞连红【作者单位】;;;【正文语种】中文一引言阳台壁挂式太阳能热水器是将集热器放置于室外,吸收太阳光,而水箱放置于室内的热水器。
由于太阳能集热器与水箱分离,适应了现代城市高层建筑的安装,占用自家阳台空间,互不干扰。
常规的阳台壁挂太阳能系统一般有两种形式,一种是自然循环方式,系统安装要求管路不能出现直角弯和反坡,否则会出现气堵的问题,不利于管道循环,而不规则的管道弯曲与室内环境很不协调,极大地影响了系统安装的美观度;另一种是分体承压强制循环方式,系统安装可以横平竖直,达到美观的效果,但是系统要配膨胀罐、泵站和控制系统,成本很高,后期维护费用也很昂贵。
本文介绍了新型的光伏光热阳台壁挂系统,彻底解决了常规阳台壁挂太阳能的缺点,既保证了阳台安装的美观性,又能免除高昂的系统成本和长期的维护问题。
二系统原理系统运行原理图如图1所示:系统使用平板集热器(也可以选择U型管集热器)作为集热部件,使用搪瓷内胆夹套水箱作为储水箱,以光伏电池作为小型直流循环泵的动力源,实现系统强制循环。
循环管路上安装循环直流泵(光电泵),根据阳光强弱进行智能化强制循环,主动将集热器收集的热量循环至水箱。
通过光热转换,使产品的热效应达到最佳,同步减少热损失,达到整体光热转换率最高。
这款产品不仅大大提高了系统的集热效率,更是打破了自然循环式系统管路安装不能出现直角弯的安装瓶颈;同时与分体承压强制循环相比,价格更低,维护方便,维护成本低。
而且该系统专门为建筑一体化而设计,在颜色和安装上,充分满足建筑的要求;在系统循环方式上为强制循环系统,集热器的换热效率高。
光伏光热一体化标准
光伏光热一体化标准主要包括以下几项:
光资源、气象、水文地址等测量及勘察标准:包括光资源测量、气象测量、水文地质勘察等方面的规范和标准。
集热场、发电区及整体设计规范:包括集热系统的设计、发电区的布局以及整体设计的标准和规范。
技术经济标准:包括光伏光热一体化系统的技术要求、性能评估、经济效益等方面的标准和规范。
此外,光伏光热一体化标准还需要遵循国家和地方的相关法律法规和政策,例如《可再生能源法》、《建筑法》、《环境保护法》等。
总的来说,光伏光热一体化标准是一个复杂的体系,需要综合考虑多个方面的因素,包括技术、经济、环境、政策等。
因此,在制定和实施光伏光热一体化标准时,需要各方共同协作,推动标准的不断完善和发展。
中国首例真正意义光伏——光热一体化项目虽然中国的太阳能利用已发展了几十年,但是对太阳能的利用率还是非常低的.
太阳能在建筑中的应用可分为光热利用和光电利用两种。
光热利用主要是用太阳能采暖和热水;光电技术利用则是太阳能发电,为建筑物提供照明用电等。
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复合型光伏光热一体化(PVT)热泵系统热电性能研究
王祥达;范满;徐建伟;桑文虎;左瑞旺
【期刊名称】《制冷与空调(四川)》
【年(卷),期】2022(36)3
【摘要】因地制宜推广太阳能、空气热能等可再生能源分布式多能互补应用的新型供热模式,对建筑节能减排具有重要意义。
提出一种复合型太阳能光伏光热(PVT)热泵系统,将PVT蒸发器与风冷式蒸发器有机结合,利用热泵对非连续的太阳能进行补偿,同时利用太阳能提高热泵蒸发温度,改善系统热力性能。
对该PVT热泵冬季热电性能进行实验测试,并利用EES热力学软件分析不同参数对系统性能的影响。
结果表明,在制冷剂流量为0.015kg/s,太阳辐射照度、室外空气温度和冷凝温度分别在100~500W/m^(2)、-5~15℃和55~65℃之间变化时,该热泵相比于风冷式热泵可提高蒸发温度-2.7~7.1℃,同时光伏板发电量26.5~183.6W,可节约系统耗电量-26.7~288.6W,热泵系统性能系数(COP)提高-0.6%~38.8%,太阳辐射较强时热电联产效果显著。
【总页数】6页(P346-351)
【作者】王祥达;范满;徐建伟;桑文虎;左瑞旺
【作者单位】河北工业大学能源与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK519
【相关文献】
1.光伏/光热一体化热电性能的实验研究
2.联合热泵的光伏光热一体化系统的性能评价
3.PVT光伏光热系统结合地源热泵的应用性研究
4.两种集热结构的太阳能光伏/光热一体化热泵性能分析
5.蓄热型太阳能光伏光热组件与热泵一体化系统模拟研究
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0引言硅太阳能电池的最大理论光电转换效率为30%左右,在一定的光照强度条件下,随着组件自身温度的升高,电池的输出功率会随之下降,温度每升高1℃,发电效率约降低0.3%[1]。
针对这个情况,很多研究[2-5]将光伏电池与太阳能集热技术结合起来,在太阳能转化为电能的同时,通过冷却介质,如空气、水或其它制冷剂,将光伏电池的热量加以利用,实现组件工作温度降低的同时,将热量加以利用,从而提高太阳能的综合利用效率。
本文主要对水循环式单晶光伏组件的PV/T 系统进行了发电效率和热效率测试分析,为PV/T 一体化系统研究提供一定的理论和实验依据。
1研究平台1.1PV/T 系统结构光伏光热一体化系统由光热利用和光伏利用两个部分组成,如图1所示。
上面虚线框是光伏发电系统,下面虚线内的是热水系统,两个系统的能源都来自最左边的光伏光热一体化组件,组件的组成结构在图中标明:1—机架;2—上钢化玻璃板;3—太阳能电池板;4—温度检测装置;5—保温层。
PV/T 系统降温的关键技术在于太阳能电池板背面的流体通道,其结构层次如图2所示。
通过吸热铜板更高效地吸收大量的热能,流体管道为半圆形蛇形管道,增加导热面积,减少流体流动过程的阻力。
1.2系统平台系统测试平台为图1所示PV/T 的系统、同型号光伏组件及数据采集平台,光伏组件的主要参数见表1,数据采集平台的型号参数见表2。
2性能评价方法PV/T 系统的热效率和电效率是评价系统性能的两个重要参数。
热效率定义为系统的热量与PV/T 组件表面入射的太阳辐射的比值,公式如下:———————————————————————基金项目:教育部首批国家级职业教育教师教学创新团队课题研究项目,项目名称:基于新能源产业学院建设架构下的教师实践能力提升路径研究(编号:SJ2020100101);广西教育厅广西高校中青年教师基础能力提升项目,项目名称:一种小型光伏/热太阳能系统研究(编号:2019KY1507)。
能源研究与管理2019(3)收稿日期:2019-06-18基金项目:国网河南省电力公司2018年科技项目“基于能源互联网的多微网调度物理仿真系统开发与应用”(5217S070010);郑州电力高等专科学校校级科研项目(zepcky2018-24)作者简介:许海园(1990—),女,讲师,硕士,毕业于云南师范大学太阳能研究所,主要从事新能源发电技术研究。
周建强(1975—),男,副教授,博士,毕业于华北电力大学,主要从事清洁能源与可再生能源技术研究。
摘要:为提高太阳能的综合利用效率及光伏组件的可靠性,设计并搭建了空气型太阳能光伏光热PV/T 组件的实验测试平台,并对常规PV 组件和空气型PV/T 组件的转化效率进行了实验测试,测试结果表明:以空气为传热介质的PV/T 组件在被动循环情况下,组件的板温下降约8℃,比普通PV 组件的电效率提高约0.1%,PV/T 组件通风后的热效率在25%左右,综合效率最高可达72%。
分析结果可为空气型PV/T 组件的结构优化和建筑供暖提供参考。
关键词:太阳能;空气型PV/T ;实验研究;综合效率中图分类号:TK511文献标志码:A文章编号:1005-7676(2019)03-0053-04XU Haiyuan,ZHOU Jianqiang,ZHANG Xing,LI Yuna(Zhengzhou Electric Power College,Zhengzhou 450000,China)To improve the integrated utilization of solar energy and enhance the reliability of solar panel,a new type ofphotovoltaic thermal(PV/T)system is designed ,which takes air as heat transfer medium.After testing the performance of the prototype,a comparative experiment is set up to verify the effectiveness of PV/T system.The test results show that,the temperature of PV panel is decreasing by 8℃,and the electrical efficiency of PV/T system is 0.1%higher than that of normal PV system.Besides,the thermal efficiency of PV/T is around 25%,and the highest overall efficiency is 70%,which can provide references for the optimization study of PV/T with air as the coolant and heating systems in buildings aswell.solar energy;air-cooled PV/T;experimental study;overall efficiency太阳能光伏光热一体化PV/T 组件的实验研究许海园,周建强,张兴,李玉娜(郑州电力高等专科学校,郑州450000)引言太阳能是未来人类发展最主要的能量来源之一。