光伏太陽能熱泵系統(tǒng)的模擬研究和經(jīng)濟性分析.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益突出,太陽能因其無污染、可再生等優(yōu)點,受到人們的重視。本文以太陽能光電/光熱綜合利用為出發(fā)點,對光伏太陽能熱泵系統(tǒng)(PV-SAHP)進行了研究。
　　 PV-SAHP系統(tǒng)在直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)集熱板的上方層壓光伏電池制成光伏蒸發(fā)器(PV-EVAP)。一方面,蒸發(fā)盤管中的制冷劑帶走了光伏電池中多余的熱量,保證了光伏電池較低的工作溫度,提高了系統(tǒng)的光電轉換效率。另一方面,系統(tǒng)的蒸發(fā)過程在太陽直接輻照之下完成,

2、使得熱泵循環(huán)的性能系數(shù)明顯提高。系統(tǒng)能夠同時輸出電能和熱能,提高了對太陽能的綜合利用能力。
　　 首先,本文利用穩(wěn)態(tài)分相區(qū)集中參數(shù)模型對光伏蒸發(fā)器進行了理論研究。研究了太陽輻射強度、環(huán)境溫度、結構參數(shù)以及蒸發(fā)器進口參數(shù)等因素的改變對出口焓值的影響;根據(jù)給定的進口參數(shù)和外界環(huán)境參數(shù),對光伏蒸發(fā)器進行了全天的數(shù)值模擬。結果表明,光伏蒸發(fā)器具有優(yōu)越的性能:其電效率、熱效率、電熱綜合效率的平均值分別為13.3％、67.9%、79.2%,

3、綜合效率比普通集熱器約高出10%。
　　 其次,建立了PV-SAHP系統(tǒng)的數(shù)學模型,并對其進行了全天的數(shù)值模擬。結果顯示,PV-SAHP系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能:平均光伏功率、光電轉換效率、熱泵性能系數(shù)和光電光熱綜合性能系數(shù)分別為462.1W、13.8%、5.89和9.13;此外,系統(tǒng)的壓縮機耗功占光伏功率的78.2%,這意味著系統(tǒng)所輸出的電能能夠滿足自身需求。
　　 最后,對光伏太陽能熱泵熱水器(PV-SAHPWH)進行了經(jīng)