光伏光熱綜合利用中熱斑效應(yīng)的研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的提高，能源的消費(fèi)量越來越大。傳統(tǒng)化石能源儲量有限，不能滿足人們長期的生活需求，而且利用過程中，產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境問題，因此積極調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展清潔能源，變得越來越重要。太陽能作為一種分布范圍廣，無污染的可再生能源將會扮演重要角色。
　　太陽能光伏光熱綜合利用(PV/T)技術(shù)是將太陽能集熱與光伏發(fā)電相結(jié)合，既可以將光伏的廢熱加以利用生產(chǎn)熱水或熱空氣，又可以降低電池溫度，提高光伏的發(fā)電效率，增

2、加了單位面積的太陽能輸出，有利于與建筑結(jié)合，具有廣闊的發(fā)展前景。光伏電池或者PV/T中的光伏部分，在利用過程中，由于樹葉，建筑和邊框遮擋等原因不可避免的會產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，降低光伏組件的輸出，損壞電池，本文基于此對熱斑效應(yīng)最危險(xiǎn)工況和PV/T對熱斑效應(yīng)的改善效果進(jìn)行了模擬研究。另外，針對熱斑效應(yīng)或者悶曬等原因?qū)е翽V/T中光伏電池與吸熱板壽命不匹配，設(shè)計(jì)建造了可拆卸管板式PV/T和平行流鋁扁管式PV/T，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和模擬研究。
　　

3、本文的主要研究內(nèi)容可以分為以下幾個(gè)方面:
　　(1)建立研究光伏熱斑效應(yīng)的理論模型，對輻照不均勻和不完全遮擋兩種情況進(jìn)行了模擬分析，研究了兩種情況下被遮擋電池的最大消耗功率和最大發(fā)熱功率。結(jié)果表明短路時(shí)，被遮擋電池的消耗功率達(dá)到最大，消耗功率的大小與旁路二極管并聯(lián)的電池?cái)?shù)目有關(guān)，可能會對電池造成永久性損壞，因此設(shè)計(jì)光伏組件時(shí)，需提前進(jìn)行模擬評估。
　　(2)利用能量平衡的關(guān)系，對發(fā)生熱斑效應(yīng)的普通光伏板，無空氣夾層管板和扁盒

4、PV/T以及有空氣夾層管板和扁盒PV/T建立了數(shù)學(xué)模型，研究不同環(huán)境溫度，不同水溫，不同發(fā)熱功率對電池溫度的影響。結(jié)果表明，PV/T對熱斑效應(yīng)的降溫效果明顯，無空氣夾層的扁盒PV/T效果最好，而有空氣夾層的管板PV/T效果比較差，安全余量也比較小。
　　(3)設(shè)計(jì)并搭建了可拆卸式管板和平行流鋁扁管PV/T，對其進(jìn)行了瞬時(shí)效率測試和模擬研究，通過將管板實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對比驗(yàn)證了模型的有效性。管板PV/T的瞬時(shí)效率為43.6％，總太