發(fā)布時間：2020-06-22 00:45

【摘要】：為提高太陽能綜合利用效率,將基于太陽能光熱利用和光電轉(zhuǎn)換相結(jié)合的太陽能電-熱(PVT)聯(lián)產(chǎn)技術(shù)是太陽能利用領(lǐng)域的重點研究方向之一。目前,平板型PVT生產(chǎn)電能的同時,產(chǎn)生的熱水溫度主要在低溫領(lǐng)域(40~60℃),難以達到需求的熱水溫度(85℃),且在高溫領(lǐng)域(70~95℃)時熱效率顯著下降,轉(zhuǎn)換效率較低。本文在結(jié)合平板電熱聯(lián)產(chǎn)(PVT)和槽式集熱器(PTC)的優(yōu)點基礎(chǔ)上,提出了一種低倍聚光太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的新方案。該方案主要三部分供應(yīng)能源:平板型PVT產(chǎn)生電能的同時,將自來水加熱到50℃左右并儲存在集熱水箱中,實現(xiàn)水的預(yù)熱;集熱水箱的水流入到供熱水箱,低倍聚光PTC集熱器將其加熱到85℃左右;供熱水箱熱水輸出溫度低于85℃時,輔助加熱器進行最后的加熱,實現(xiàn)用水溫度的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)方案在滿足熱能需求的同時,又產(chǎn)生電能,平板型PVT和PTC集熱器均保持在較高效率下運行,提高了太陽能綜合利用效率。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)提出了一種低倍聚光太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成方案�；赥RNSYS瞬態(tài)系統(tǒng)模擬軟件,建立了太陽能電熱聯(lián)產(chǎn)復(fù)合系統(tǒng)仿真模型。采用氣象軟件Meteonorm提供的典型氣象年數(shù)據(jù)文件,以電效率、熱效率以及太陽能保證率等參數(shù)為優(yōu)化目標(biāo),對集熱水箱容積和供熱水箱容積等關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化仿真研究,并對系統(tǒng)進行全年性能分析。研究表明:集熱水箱容積或供熱水箱容積的增大都會引起太陽能保證率的增大,集熱水箱容積應(yīng)選取范圍較大值,供熱水箱容積滿足最低值的同時考慮PTC集熱量,為水箱容積的選取提供了一定的參考。在最優(yōu)集熱水箱容積6m~3、供熱水箱容積8m~3的條件下,低倍聚光太陽能電-熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的全年平均PVT電效率、PVT熱效率和PTC熱效率分別可達12.40%、18.75%和50.97%,太陽能綜合利用率為82.13%,全年太陽能保證率為52.21%。(2)針對太陽能資源分布的5類典型城市和大眾浴室、學(xué)校浴室和生產(chǎn)工廠3種用水負(fù)荷,進行系統(tǒng)實用和適應(yīng)性分析,表明該系統(tǒng)更適應(yīng)于太陽能資源較為豐富的地區(qū),用水時間相對不集中的負(fù)荷,減少輔助能源的消耗量,提高太陽能綜合利用效率。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM615
【圖文】：

圖 1-1 我國太陽能資源分布圖表 1-1 為我國太陽能資源分布狀況表年日照時數(shù)（h）年輻射總量（MJ/m2·a）相當(dāng)燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤（kg）代表地區(qū) 3200-3300 6700-8440 225-285西藏西部、青海肅北部、寧夏北南部等地3000-3200 5860-6700 200-225河北北部、山西蒙古、寧夏南部部、青海東部、部和新疆南部 2200-3000 5020-5860 170-200山東、河南、河北山西南部、新疆林、遼寧、云南部、甘肅東南部部、福建南部、和安徽北部

（c）薄膜太陽能電池 （d）鈣鈦礦太陽能電池圖 1-1 太陽能電池（a）平板型太陽能集熱器 （b）真空管太陽能集熱器圖 1-2 非聚光太陽能集熱器非聚光式太陽能集熱器主要包括平板型太陽能集熱器和真空管太陽能集熱器。其中平板型太陽能集熱器應(yīng)用最為廣泛，研究的前景最為光明。平板型太陽能集熱器如圖 1-2（a），工作原理是太陽輻射穿過透明蓋板，被吸熱板吸收

【參考文獻】

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本文編號：2724912