太陽能光伏-光熱集熱器系統(tǒng)性能研究.pdf

1、太陽能光伏/光熱（PV/T）一體化集光伏電池組件與太陽能熱水器于一體，可同時實現(xiàn)光伏發(fā)電和光熱利用雙重功能，有效提高了太陽能利用效率。尤其是在中國這種居住密度高，安裝空間有限，建筑能耗在社會總能耗中占有重要比重的國家。PV/T集熱器系統(tǒng)與相互獨立的太陽能光伏系統(tǒng)和光熱系統(tǒng)相比，不僅實現(xiàn)了把太陽能利用技術(shù)與建筑相結(jié)合，并且不額外占用土地，直接在用戶端產(chǎn)生熱能和電能。在節(jié)省投資和占地面積的同時，還可以滿足建筑的多種用能需求，是目前太陽能高效

2、利用的技術(shù)手段之一。
　　為探究 PV/T一體化集熱器的性能與單獨的太陽能光伏（PV）系統(tǒng)和太陽能光熱（PT）系統(tǒng)的光電性能和光熱性能的差異，本文利用 TRNSYS軟件建立了 PV/T集熱器模擬系統(tǒng)，PV系統(tǒng)和PT系統(tǒng)。通過分析三個系統(tǒng)的模擬結(jié)果后發(fā)現(xiàn)，在光照強(qiáng)度一致時，PV/T集熱器的光電轉(zhuǎn)化效率變化范圍在13.82％-15.27%之間，發(fā)電量在51.88kWh-101.34kWh之間，相比較于PV系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)化效率在10.65

3、%-11.61%之間。就兩種系統(tǒng)全年的光電轉(zhuǎn)化效率變化而言，雖然 PV/T集熱器的光電轉(zhuǎn)化效率數(shù)值變化幅度較大，但是其光電轉(zhuǎn)化能力卻高于 PV系統(tǒng)；在比較光熱性能時，考察了PV/T集熱器系統(tǒng)與PT系統(tǒng)的吸熱量，系統(tǒng)平均出口水溫，輔助加熱量及光熱轉(zhuǎn)化效率四個性能數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：PT系統(tǒng)的年累計吸熱量高出PV/T集熱器24%左右，在比較兩個系統(tǒng)每月的平均出口水溫時， PT系統(tǒng)的變化范圍在20.55℃-47.27℃，而PV/T集熱器系統(tǒng)在18

4、.84℃-45.65℃之間。雖然數(shù)據(jù)表明PT系統(tǒng)的光熱性能略優(yōu)于PV/T集熱器系統(tǒng)，但在考察了PV/T集熱器系統(tǒng)的熱電綜合效率后發(fā)現(xiàn)，PV/T集熱器系統(tǒng)的太陽能吸收利用效率要優(yōu)于獨立的PT系統(tǒng)。
　　太陽能 PV/T集熱器系統(tǒng)在產(chǎn)生電能和熱能的同時，太陽能轉(zhuǎn)化利用效率也優(yōu)于單獨的PV系統(tǒng)和PT系統(tǒng)。為了考察PV/T集熱器在我國各建筑氣候帶下的性能，為 PV/T集熱器在我國的實際適用提供理論參考依據(jù)。本文建立了基于家用太陽能熱水系統(tǒng)

5、的太陽能光電光熱（PV/T）一體化系統(tǒng)，分別模擬了以單晶硅（Monoc-Si）和碲化鎘（CdTe）薄膜作為光電采集模塊的 PV/T集熱器在我國各建筑氣候帶下的性能。結(jié)果表明，在國內(nèi)7種建筑氣候區(qū)，單晶硅型 PV/T具有更高的光電轉(zhuǎn)化效率，然而，CdTe薄膜型PV/T集熱器的光電轉(zhuǎn)化效率較為穩(wěn)定；并且，同一氣候區(qū)域下，CdTe薄膜型的光熱轉(zhuǎn)化效率較單晶硅型高10%左右。綜合評估后發(fā)現(xiàn)，CdTe薄膜型PV/T系統(tǒng)氣候適應(yīng)性更強(qiáng)，具有更大的實