【摘要】：本文設(shè)計了一種新型環(huán)路熱管式光伏熱水系統(tǒng),該系統(tǒng)將環(huán)路熱管和光伏光熱綜合利用技術(shù)相結(jié)合,具有較高的太陽能綜合利用效率,既能為寒冷地區(qū)用戶提供生活熱水,又能解決部分自身電力消耗問題,從而實現(xiàn)建筑節(jié)能減排的目標。本文通過實驗與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對該系統(tǒng)的能量和?性能進行了研究。本文研究內(nèi)容包括以下幾方面:首先,針對我國寒冷地區(qū)氣象條件,對目標系統(tǒng)進行整體設(shè)計。并在秦皇島地區(qū)搭建了室外測試平臺,對系統(tǒng)性能進行實測�；跓崃W(xué)第一和第二定律提出了能量和?性能評價指標及方法,以分析系統(tǒng)運行性能�；谒▽嶒炂脚_,對冬、夏及春秋季典型工況進行測試研究,并研究分析了主要結(jié)構(gòu)及運行參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明,該系統(tǒng)運行性能呈現(xiàn)明顯季節(jié)特征,夏季工況平均光熱效率和總太陽能利用效率最高,分別為62.5%和68.47%;冬季工況平均光電效率和光伏光熱綜合?效率最高,分別為13.31%和12.11%,具備在寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用的潛力。制冷劑充注量及集熱器和冷凝器高差對系統(tǒng)運行性能影響顯著。其次,依據(jù)能量守恒定律,建立目標系統(tǒng)數(shù)值模型。以Visual Basic6.0為平臺編寫系統(tǒng)的模擬仿真程序,并對比分析模擬與實驗結(jié)果的差異,進而驗證數(shù)值模型的準確性。最后,應(yīng)用瞬態(tài)模擬軟件TRNSYS建立普通平板太陽能熱水系統(tǒng)和普通單晶硅光伏發(fā)電系統(tǒng)模型,開展目標系統(tǒng)與單一太陽能利用系統(tǒng)性能對比研究。結(jié)果表明,與單一太陽能利用系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)綜合能源效率和綜合?效率至少分別提高6.77%和36.68%,太陽能綜合利用效率優(yōu)勢明顯。
【圖文】：

集熱器與冷凝器高差對系統(tǒng)運行性能的影響，根據(jù) PV-LHP 熱水系統(tǒng)設(shè)制作系統(tǒng)各部件，，并搭建了環(huán)路熱管式光伏熱水系統(tǒng)室外實驗測試平結(jié)果以分析 PV-LHP 熱水系統(tǒng)性能。熱管式光伏熱水系統(tǒng)實驗測試平臺實物圖如圖 2-3 所示。實驗在河北省 39.95°，東經(jīng) 119.57°)進行，秦皇島市處于中國寒冷地區(qū)。PV-LHP 集向布置（集熱器方位角為 0°），安裝傾角為 50°；為保證制冷劑工質(zhì)能冷凝器水箱安裝必須高于集熱器；為保證系統(tǒng)保溫性能，對集熱器和進行保溫處理。實驗中采用 Pt100 型鉑熱電阻對 PV-LHP 集熱器玻璃板、太陽能電池溫度、集熱器進出口管溫以及冷凝水箱內(nèi)冷卻水溫等進經(jīng)熱電阻轉(zhuǎn)化為電信號傳輸至安捷倫 KEYSICHT 型 34970A 多通道數(shù)用 HHF-SDI 熱線風速儀采集風速和室外溫度數(shù)據(jù)；采用 TBQ-2 型總輻-LHP 集熱器表面總太陽輻照度；在集熱器和冷凝器連接管上安裝真空環(huán)路熱管內(nèi)壓力變化；太陽能電池組正負極連接固定阻值的電阻，采對太陽能電池組輸出電量進行監(jiān)測。

第 3 章 環(huán)路熱管式光伏熱水系統(tǒng)實驗研究基于第二章所建實驗平臺，對環(huán)路熱管式光伏熱水系統(tǒng)進行了一系列實驗測試章依據(jù)熱力學(xué)第一定律和第二定律，對實驗測試數(shù)據(jù)進行了能量和 性能分析驗證系統(tǒng)運行性能。.1 典型工況運行性能分析寒冷地區(qū)各季節(jié)日照時常、輻射強度、室外溫度等差異較大，勢必會對 PV-L水系統(tǒng)運行產(chǎn)生影響，研究系統(tǒng)在不同季節(jié)運行情況，將對 PV-LHP 熱水系統(tǒng)產(chǎn)生重要指導(dǎo)意義。本課題小組分別在夏季、冬季和過渡季節(jié)典型日對系統(tǒng)運能進行了實驗測試，并對測試數(shù)據(jù)進行分析。.1.1 系統(tǒng) PV-LHP 模式運行性能分析
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU822;TU18

【參考文獻】

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1 賀鵬;代彥軍;;高性能平板太陽能集熱器集熱性能優(yōu)化研究[J];建筑科學(xué);2015年12期

2 劉曉光;華文深;劉恂;;激光輻照單晶硅光伏電池輸出特性的實驗研究（英文）[J];中國激光;2015年08期

3 鄧月超;趙耀華;全貞花;劉中良;;微熱管陣列平板太陽能集熱器中空保溫層厚度優(yōu)化[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2015年05期

4 趙素香;張松;王振交;李果華;季靜佳;;PERC結(jié)構(gòu)多晶硅太陽電池的研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2012年12期

5 關(guān)欣;王艷迪;向勇濤;郭志波;;太陽能光伏熱水系統(tǒng)的能量梯級利用[J];工程熱物理學(xué)報;2012年07期

6 吳雙應(yīng);張巧玲;肖蘭;郭鳳華;;采用熱管冷卻技術(shù)的太陽能光伏電 熱一體化系統(tǒng)性能分析[J];中國電機工程學(xué)報;2011年32期

7 李永舫;;聚合物太陽能電池高效共軛聚合物給體和富勒烯受體光伏材料[J];高分子通報;2011年10期

8 穆志君;關(guān)欣;劉鵬;;太陽能光伏光熱一體化系統(tǒng)運行實驗研究[J];節(jié)能技術(shù);2009年05期

9 王海濤;季杰;裴剛;何偉;;電子膨脹閥開度對PV/T-SAHP系統(tǒng)性能的影響[J];太陽能學(xué)報;2009年02期

10 江澤民;;對中國能源問題的思考[J];中國石油和化工經(jīng)濟分析;2008年06期

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1 符慧德;熱管式光伏光熱綜合利用系統(tǒng)的理論和實驗研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

本文編號：2606182