浅谈太阳能光伏-光热技术性能研究与应用

来源 :2015年山东省暖通空调制冷热动学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhlxqfenglin
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太阳能光伏-光热技术将光伏发电与太阳能热利用相结合,既降低光伏板工作温度,提高其发电效率;又回收一定温度的热量,综合提高太阳能光热转换效率.与分离式的光伏电池和普通太阳能集热器相比,更容易实现建筑一体化,与热泵等技术相结合的复合系统可同时实现供冷、供热、供热水等多功能,是极具潜力的太阳能综合利用技术.本文主要介绍太阳能光伏-光热集热器性能研究的理论和实验结果,及节能设计和应用情况,总结其发展趋势及待解决的问题,为实现该技术的工程应用及推广提供参考.PVT集热器技术,尤其是BIPVT技术,是具有前景的太阳能利用技术。为进一步实现应用及推广,亟待解决的关键问题有两方面:一方面提高综合转换效率;一方面降低成本。提高PVT集热器的效率,从设计角度考虑,一方面需要保证其对太阳光谱的吸收性,即在提高太阳电池吸收率的同时,还应增加PVT集热器对太阳光谱长波辐射的吸收;一方面是改善PVT集热器部件的传热问题。材料选择方面,则趋向于温度系数低、价格便宜且高效的薄膜光伏电池。从应用角度考虑,要根据不同用途选择适合的集热器形式。例如,空气型PVT集热器多用于加热房间、干燥谷物及空气预热等温度要求不高的场所;对于低温热水加热系统,如游泳池,使用便宜的无玻璃盖板PVT集热器;对冬季严寒地区,推荐采用防冻液PVT集热器。此外,将PVT集热器作为热泵环路的蒸发器,可有效解决供水温度与综合效率间的不可调和性。另外一种可行的复合应用技术是将PVT集热器与太阳能供热、热驱动型空调(吸收式、吸附式)结合,使工作温度可提升至80℃,同时系统的能量及经济性能与其他相似系统可媲美。Bakker等人将PVT集热器与地源热泵系统相结合,一方面可有效缓解土壤冷堆积问题,使土壤温度长期保持平衡以保证热泵性能稳定;同时,解决系统自身电力供应问题,节约传统能源消耗;而且系统发电效率得到改善。尤其在夏季运行工况;该复合系统最适用于冬季需供暖及热水负荷,夏季需供冷的地区,比如中国北方冬季寒冷地区,可克服传统空气源热泵系统局限性。其次,还适用于农作物干燥、海水淡化等领域。此外,可利用该复合技术对现有地源热泵工程进行改造。由于该系统一机多用,且太阳能提供大部分电、热能源,即使低收入家庭也可轻松享受空调供暖,使节约能源、普遍改善人居环境成为可能。
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