光伏光熱綜合利用系統(tǒng)集熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究.pdf

1、光伏光熱綜合利用(PV/T)系統(tǒng)是將光伏電池組件與太陽能集熱器功能結(jié)合起來，在把太陽能轉(zhuǎn)化為電能輸出的同時通過集熱器中的流體帶走電池的熱量加以利用，同時產(chǎn)生電、熱兩種能量收益，從而提高太陽能的綜合利用效率。本文研究在不降低光伏電池發(fā)電效率的條件下提高PV/T系統(tǒng)的光熱利用效率，而該系統(tǒng)的熱效率主要取決于其集熱器的結(jié)構(gòu)，因此本文主要工作即是設(shè)計出一個最佳的集熱器結(jié)構(gòu)，并對在此結(jié)構(gòu)下的PV/T系統(tǒng)集熱器換熱性能進行研究。
　　 本文

2、首先對PV/T系統(tǒng)集熱器的換熱及流動進行理論分析，通過對導(dǎo)熱與對流耦合換熱機理的研究，明晰了該系統(tǒng)中能量傳遞的過程及能流的走向;通過對傳熱與流動耦合的分析，得出影響太陽能光熱利用效率的主要因素及提高該效率可以采取的措施。
　　 本文主要通過改善集熱器的結(jié)構(gòu)來提高PV/T系統(tǒng)的光熱利用效率，而影響集熱器換熱性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有集熱板貼管形式、集熱管管徑、集熱管壁厚、集熱板厚度以及集熱管間距。由于CFD模擬方法在研究這類問題上所具有

3、的花費少、周期短等優(yōu)勢，本文利用CFD常用軟件Fluent對上述結(jié)構(gòu)參數(shù)不同取值組合的集熱器模型進行模擬分析，研究不同結(jié)構(gòu)模型的換熱性能，得出使得PV/T系統(tǒng)光熱利用效率最佳的集熱器結(jié)構(gòu)。
　　 研究表明，集熱板貼管形式在選擇將集熱管完全包裹的情況下集熱器的換熱性能明顯優(yōu)于集熱板部分包裹的形式;而集熱管管徑取為5mm時集熱器換熱效果相對于另兩種管徑下的模型更佳;對于集熱管壁厚與集熱板厚度，均選取0.8mm時集熱器換熱性能達到最佳