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基于平板热管太阳能光伏光热系统原理与实验装

时间:2010-12-18 01:37来源:未知 作者:admin 点击:
基于平板热管太阳能光伏光热系统原理与实验装置 在太阳能电池背面敷设流体通道是目前PV/T系统的核心。而本系统将新型平板热管这一高效传热元件应用到太阳能光伏光热系统中。平

基于平板热管太阳能光伏光热系统原理与实验装置
    在太阳能电池背面敷设流体通道是目前PV/T系统的核心。而本系统将新型平板热管这一高效传热元件应用到太阳能光伏光热系统中。平板热管为铝制,厚度为2-3mm,宽度为28mm,长度根据需要制作。其内部设置多个独立运行的微热管。该平板热管独特的优点有成本低、高效率、轻巧及结构紧凑等。平板热管、光伏电池板、集热水槽及保温层构成了光伏光热系统的重要部件即太阳能光伏光热组件(电热板),其结构如图1所示。将平板热管并排敷设于电池板背部,热管的吸热段吸收电池板的散热量,在热管的放热段将热量传递至集热水槽的水溶液。光伏电池板与热管,及热管与集热水槽间为干式接触,中间涂有导热硅胶减少传热热阻。
太阳能光伏光热实验系统由光伏发电、集热循环、地板辐射采暖循环及监控装置几部分组成,如图


1-玻璃 2-EVA  3-硅晶片 4-互连条 5-TPT
6-平板热管 7-电极引线 8-集热水槽 9-保温层
图1太阳能光伏光热组件示意图
2所示。系统采用10块90W光伏电池板(1194mm×542mm)。电池输出特性参数由电压表及电流表测量,并采用配套组态软件进行实时采集。集热循环由电热板背部的集热水槽、连接管路、水泵及储水箱组成。储水箱容积为300L,内设换热盘管与1500W辅助电加热棒。地板辐射采暖循环由集分水器、地盘管、循环水泵、膨胀水箱及储热水箱内的换热盘管组成循环回路,为15m2房间提供采暖所需热量。监控装置包括光电控制器、光热控制器、辐射计、风速仪、超声波流量计、热电偶等。
系统测量参数包括:太阳辐射强度 ( W/m2),环境温度 (℃),环境风速 (m/s),电池板工作电流 (A),电池板工作电压 (V),电池板表面温度 (℃),储热水箱温度 (℃),储热水箱存水量 (kg),室内温度 (℃),地板表面温度 (℃),集热循环水流量 (L/min),采暖循环水流量 (L/min)。


图2 太阳能光伏光热系统示意图
系统采用光电效率 与光热效率 之和 来评价系统光电光热综合性能, 即总效率为:
                                (1)
太阳能电池板的光电转换效率采用如下公式计算[11]:
                                (2)
  其中, 为电池板输出功率(W); 为包括删线图形面积在内的太阳能电池总面积(m2)。
光热效率 为集热时间内有效得热量 与其总太阳辐射量 的比值:
                            (3)
其中, 为水的定压比热(kJ/kg•℃); 为开始集热时储水箱内水的初始温度(℃); 为集热一定时间后储水箱中水的温度(℃); 为测试期间的总太阳辐射量。

(责任编辑:冲锋)
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