基于煤、柴薪燃料的火爐、火炕等傳統(tǒng)供暖形式,具有供暖能耗高、燃料熱效率低、污染物排放量大、供暖室內(nèi)熱舒適性差等缺陷,但在北方農(nóng)宅建筑中依然占據(jù)較大比例。因此,探索適宜的清潔供暖技術(shù)和系統(tǒng),關(guān)乎我國節(jié)能減排、新農(nóng)村建設(shè)等工作的實(shí)施,已成為國家和各地政府,以及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。為促進(jìn)清潔供暖技術(shù)甘肅地區(qū)的探索工作,甘肅政府相繼出臺(tái)了相關(guān)政策和措施,但由于甘肅具有地跨多個(gè)氣候區(qū)、經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后、擁有相對(duì)豐富的太陽能資源等特點(diǎn),探索適宜甘肅各地區(qū)農(nóng)宅建筑清潔供暖技術(shù)的工作一直在路上。光伏集熱器是一種將太陽能光伏電池與太陽能集熱器相結(jié)合的光伏光熱綜合利用一體化裝置。相較單一的光伏或光熱轉(zhuǎn)換技術(shù),光伏集熱器技術(shù)不僅可同時(shí)產(chǎn)生熱能與電能,實(shí)現(xiàn)太陽能資源的高效利用,還可改進(jìn)光伏電池由于工作溫度過高引起光電效率和壽命下降等問題。目前,光伏集熱器技術(shù)的成果聚焦于光伏集熱器的結(jié)構(gòu)、性能優(yōu)化等研究,但其工程應(yīng)用,尤其用于解決甘肅各地區(qū)農(nóng)宅建筑清潔供暖問題的工程嘗試非常缺乏�；谔m州政府清潔供暖示范工程參與的需求,本文首先利用TRNSYS模擬方法和蘭州地區(qū)供暖季和非供暖季典型工況參數(shù),對(duì)既定結(jié)構(gòu)的光... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國及世界一次

蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文-9-2太陽能光伏集熱器及供暖技術(shù)2.1光伏集熱器介紹傳統(tǒng)的晶體硅電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)14%~23%，但仍有80%左右的太陽輻射能照射到光伏組件后以熱能或電磁波的形式釋放到大氣中。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，晶體硅電池的光電轉(zhuǎn)換效率隨著溫度的升高而降低，電池溫度每升高10℃，光電轉(zhuǎn)換效率降低約3-5%。此外，電池長時(shí)間處在高溫工作狀態(tài)還會(huì)嚴(yán)重影響電池的使用壽命，進(jìn)而提高了晶體硅電池的應(yīng)用成本。太陽能光伏集熱器是一種集太陽能光伏與光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)于一身的光伏光熱一體化設(shè)備，它不僅可以利用光伏電池發(fā)電并網(wǎng)或供負(fù)載用電，還可以通過集熱板吸收太陽光熱，再將熱量傳遞給集熱板下部冷卻通道內(nèi)的流體介質(zhì)加以利用，同時(shí)產(chǎn)生低品位熱能與高品位電能的雙效轉(zhuǎn)化，有效降低集熱器安裝占地面積，實(shí)現(xiàn)了太陽能資源的優(yōu)化利用。圖2.1光伏集熱器結(jié)構(gòu)示意圖常見的太陽能光伏集熱器以平板型為主，單塊面積為1平方米左右。集熱器頂部采用高透光率的低鐵鋼化玻璃作玻璃蓋板，確保太陽光充分照入集熱器內(nèi)部的同時(shí)防止外部灰塵及雨雪對(duì)內(nèi)部構(gòu)件的損害；蓋板下部為核心組件集熱板，為滿足高效的太陽吸收比、熱傳遞性及承壓能力，多以銅、鋁或銅鋁合金材料制成，利用層壓技術(shù)將光伏電池覆蓋于集熱板上表面即構(gòu)成光伏集熱板，集熱板下表面設(shè)置冷卻通道，流體介質(zhì)流經(jīng)通道后吸收集熱板熱量同時(shí)降低光伏電池溫度以保證其在最優(yōu)發(fā)電效率下運(yùn)行工作。此外，集熱板下表面及冷卻通道利用保溫材料填充，防止熱量向外部散失。整塊太陽能光伏集熱器通過鋁合金框架組裝固定，設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。

光伏集熱器及甘肅地區(qū)農(nóng)宅建筑供暖技術(shù)應(yīng)用研究-10-圖2.2太陽光譜圖如圖2.2所示，太陽光譜主要由波長小于0.4μm的紫外波段，介于0.4~0.75μm的可見光波段以及波長大于0.75μm的紅外波段組成。當(dāng)太陽光穿過大氣層到達(dá)地球表面后，絕大部分的能量集中在波長為0.3~3μm的波段內(nèi)[1]。太陽能光伏集熱器正是利用了光伏電池板與集熱板所吸收太陽能光譜范圍不同的特點(diǎn)，將設(shè)備吸收太陽輻射能量的范圍發(fā)揮到最大。其中，波長范圍為0.3~1.1μm的太陽光（約占光譜能量的80%）主要被光伏電池板吸收，而波長大于1.1μm的太陽光（約占光譜能量的20%）或透過光伏電池背部電極，或在電池背部電極發(fā)生反射，這部分無法被光伏電池吸收的光波能量恰能被電池板下部的集熱板所吸收，即為太陽能光伏集熱器的光吸收原理。2.2光伏集熱器的分類及特點(diǎn)根據(jù)對(duì)現(xiàn)有太陽能光伏集熱器類型的匯總，可按四類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行劃分，具體分類方式如圖2.3所示。圖2.3太陽能光伏集熱器的分類

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國現(xiàn)階段大氣污染主要特征及其防治對(duì)策[J]. 王永興,劉慶廣,劉義,吳瀅.  安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2019(18)
[2]2025年中國能源消費(fèi)及煤炭需求預(yù)測[J]. 謝和平,吳立新,鄭德志.  煤炭學(xué)報(bào). 2019(07)
[3]太陽能光伏光熱（PV/T）熱泵熱水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張露,代彥軍.  建筑科學(xué). 2019(02)
[4]太陽能與空氣源雙蒸發(fā)器熱泵復(fù)合供能系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)研究[J]. 佟建南,全貞花,趙耀華,王崗,蔡俊杰.  建筑科學(xué). 2018(04)
[5]太陽能光伏光熱組件與雙源熱泵一體化系統(tǒng)節(jié)能性分析[J]. 李新銳,陳劍波,王成武.  建筑節(jié)能. 2018(02)
[6]供熱與集熱模式下熱管式太陽能PV/T熱泵系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳紅兵,牛浩宇,張磊,閆曉麗,欒丹明,李強(qiáng).  可再生能源. 2017(12)
[7]太陽能光伏光熱系統(tǒng)集熱器連接方式的優(yōu)化[J]. 歐陽麗萍,袁艷平,孫亮亮,姚盼,曹曉玲.  太陽能學(xué)報(bào). 2017(10)
[8]中國建筑節(jié)能現(xiàn)狀與趨勢調(diào)研分析[J]. 吳玉富.  低碳世界. 2017(17)
[9]基于對(duì)流傳熱分析的PV/T優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)[J]. 肖文平,陳思銘,張立榮,邱守強(qiáng).  建筑電氣. 2017(03)
[10]淺析太陽能光伏光熱（PV/T）技術(shù)在建筑節(jié)能的應(yīng)用情況[J]. 張軼群.  智能城市. 2017(03)

碩士論文
[1]蘭州地區(qū)空氣源熱泵聯(lián)合太陽能供暖系統(tǒng)的仿真研究及其性能分析[D]. 李振華.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]太陽能光伏光熱復(fù)合空氣源熱泵熱水系統(tǒng)性能研究[D]. 周偉.東南大學(xué) 2016
[3]蘭州地區(qū)村鎮(zhèn)住宅太陽能供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 馬曉雪.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]住宅供暖方式綜合性能比較研究[D]. 李志芳.長安大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3601348