光伏光熱綜合利用系統(tǒng)集熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-27 07:36
光伏光熱綜合利用(PV/T)系統(tǒng)是將光伏電池組件與太陽(yáng)能集熱器功能結(jié)合起來(lái),在把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能輸出的同時(shí)通過(guò)集熱器中的流體帶走電池的熱量加以利用,同時(shí)產(chǎn)生電、熱兩種能量收益,從而提高太陽(yáng)能的綜合利用效率。本文研究在不降低光伏電池發(fā)電效率的條件下提高PV/T系統(tǒng)的光熱利用效率,而該系統(tǒng)的熱效率主要取決于其集熱器的結(jié)構(gòu),因此本文主要工作即是設(shè)計(jì)出一個(gè)最佳的集熱器結(jié)構(gòu),并對(duì)在此結(jié)構(gòu)下的PV/T系統(tǒng)集熱器換熱性能進(jìn)行研究。本文首先對(duì)PV/T系統(tǒng)集熱器的換熱及流動(dòng)進(jìn)行理論分析,通過(guò)對(duì)導(dǎo)熱與對(duì)流耦合換熱機(jī)理的研究,明晰了該系統(tǒng)中能量傳遞的過(guò)程及能流的走向;通過(guò)對(duì)傳熱與流動(dòng)耦合的分析,得出影響太陽(yáng)能光熱利用效率的主要因素及提高該效率可以采取的措施。本文主要通過(guò)改善集熱器的結(jié)構(gòu)來(lái)提高PV/T系統(tǒng)的光熱利用效率,而影響集熱器換熱性能的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有集熱板貼管形式、集熱管管徑、集熱管壁厚、集熱板厚度以及集熱管間距。由于CFD模擬方法在研究這類問(wèn)題上所具有的花費(fèi)少、周期短等優(yōu)勢(shì),本文利用CFD常用軟件Fluent對(duì)上述結(jié)構(gòu)參數(shù)不同取值組合的集熱器模型進(jìn)行模擬分析,研究不同結(jié)構(gòu)模型的換熱性能,得出使得PV/...
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
插圖索引
符號(hào)說(shuō)明
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 太陽(yáng)能資源優(yōu)點(diǎn)
1.1.2 太陽(yáng)能熱利用發(fā)展概況
1.1.3 太陽(yáng)能光伏發(fā)電
1.2 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用系統(tǒng)研究的意義
1.3 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用系統(tǒng)研究進(jìn)展
1.4 本文所做的工作
第2章 光伏光熱綜合利用(PV/T)系統(tǒng)換熱原理
2.1 PV/T 集熱器類型
2.1.1 空氣冷卻型
2.1.2 水冷卻型
2.1.3 扁盒式集熱器
2.1.4 管板式集熱器
2.1.5 有蓋板集熱器
2.1.6 無(wú)蓋板集熱器
2.2 PV/T 集熱器結(jié)構(gòu)
2.3 PV/T 集熱器傳熱理論分析
2.3.1 Epv的確定
2.3.2 q1的確定
2.3.3 光伏板光學(xué)系數(shù)α、γ的確定
2.4 流動(dòng)與換熱的耦合
2.5 本章小結(jié)
第3章 PV/T 系統(tǒng)模型的建立及模型參數(shù)的設(shè)置
3.1 CFD 及 Fluent 模擬軟件簡(jiǎn)介
3.1.1 CFD 介紹
3.1.2 Fluent 軟件介紹
3.2 PV/T 集熱器模型的建立
3.3 模擬參數(shù)的設(shè)置
3.3.1 湍流模型的選擇
3.3.2 材料屬性及操作條件的設(shè)置
3.3.3 邊界條件設(shè)置
3.3.4 其他設(shè)置
3.4 集熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置
3.5 本章小結(jié)
第4章 PV/T 系統(tǒng)集熱器模擬結(jié)果分析
4.1 網(wǎng)格質(zhì)量檢驗(yàn)
4.1.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
+分析"> 4.1.2 y+分析
4.2 模擬結(jié)果分析
4.2.1 兩種集熱板貼管形式在不同管徑下?lián)Q熱性能對(duì)比
4.2.2 三種集熱管壁厚下?lián)Q熱性能對(duì)比
4.2.3 三種不同集熱板厚度下的換熱性能對(duì)比
4.2.4 三種不同集熱管間距下的換熱性能對(duì)比
4.3 水流速度對(duì)集熱器換熱性能的影響
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太陽(yáng)能光伏光熱利用的研究進(jìn)展[J]. 張凇源,關(guān)欣,王殿華,郭志波. 化工進(jìn)展. 2012(S1)
[2]太陽(yáng)電池冷卻及光伏/光熱一體技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 肖澤成,秦紅,靳曉釩. 電力與能源. 2011(05)
[3]CFD在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 劉九五,連之偉,王月梅. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2010(06)
[4]太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)研究[J]. 穆志君,關(guān)欣,劉鵬. 節(jié)能技術(shù). 2009(05)
[5]太陽(yáng)能電熱聯(lián)用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 崔文智,于松強(qiáng),李隆鍵. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(06)
[6]太陽(yáng)能光伏/光熱集熱器設(shè)計(jì)與性能研究[J]. 王寶群,姚強(qiáng),宋薔,林汝謀. 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù). 2009(01)
[7]太陽(yáng)能光熱光電綜合利用[J]. 倪明江,駱仲泱,壽春暉,王濤,趙佳飛,岑可法. 上海電力. 2009(01)
[8]光伏/光熱(PVT)系統(tǒng)概況與評(píng)價(jià)[J]. 王寶群,姚強(qiáng),宋薔,盧智恒. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2009(02)
[9]有、無(wú)玻璃蓋板工況對(duì)PV/T系統(tǒng)性能的影響[J]. 裴剛,周天泰,季杰,何偉. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2008(11)
[10]太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 繆仁杰,李淑蘭. 應(yīng)用能源技術(shù). 2007(05)
博士論文
[1]光伏—太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)及多功能熱泵系統(tǒng)的綜合性能研究[D]. 裴剛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]我國(guó)能源消費(fèi)需求分析與預(yù)測(cè)研究[D]. 劉士彬.中國(guó)海洋大學(xué) 2011
[2]湍流模型的對(duì)比與葉輪機(jī)械內(nèi)部氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬[D]. 鄭雅芳.天津大學(xué) 2010
[3]基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究[D]. 閆士職.西南交通大學(xué) 2009
[4]太陽(yáng)能光伏模板冷卻方式的研究[D]. 安文韜.華北電力大學(xué)(河北) 2009
[5]光伏熱系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D]. 段征強(qiáng).天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3163064
【文章來(lái)源】:湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:66 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
目錄
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符號(hào)說(shuō)明
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 太陽(yáng)能資源優(yōu)點(diǎn)
1.1.2 太陽(yáng)能熱利用發(fā)展概況
1.1.3 太陽(yáng)能光伏發(fā)電
1.2 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用系統(tǒng)研究的意義
1.3 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用系統(tǒng)研究進(jìn)展
1.4 本文所做的工作
第2章 光伏光熱綜合利用(PV/T)系統(tǒng)換熱原理
2.1 PV/T 集熱器類型
2.1.1 空氣冷卻型
2.1.2 水冷卻型
2.1.3 扁盒式集熱器
2.1.4 管板式集熱器
2.1.5 有蓋板集熱器
2.1.6 無(wú)蓋板集熱器
2.2 PV/T 集熱器結(jié)構(gòu)
2.3 PV/T 集熱器傳熱理論分析
2.3.1 Epv的確定
2.3.2 q1的確定
2.3.3 光伏板光學(xué)系數(shù)α、γ的確定
2.4 流動(dòng)與換熱的耦合
2.5 本章小結(jié)
第3章 PV/T 系統(tǒng)模型的建立及模型參數(shù)的設(shè)置
3.1 CFD 及 Fluent 模擬軟件簡(jiǎn)介
3.1.1 CFD 介紹
3.1.2 Fluent 軟件介紹
3.2 PV/T 集熱器模型的建立
3.3 模擬參數(shù)的設(shè)置
3.3.1 湍流模型的選擇
3.3.2 材料屬性及操作條件的設(shè)置
3.3.3 邊界條件設(shè)置
3.3.4 其他設(shè)置
3.4 集熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置
3.5 本章小結(jié)
第4章 PV/T 系統(tǒng)集熱器模擬結(jié)果分析
4.1 網(wǎng)格質(zhì)量檢驗(yàn)
4.1.1 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
+分析"> 4.1.2 y+分析
4.2 模擬結(jié)果分析
4.2.1 兩種集熱板貼管形式在不同管徑下?lián)Q熱性能對(duì)比
4.2.2 三種集熱管壁厚下?lián)Q熱性能對(duì)比
4.2.3 三種不同集熱板厚度下的換熱性能對(duì)比
4.2.4 三種不同集熱管間距下的換熱性能對(duì)比
4.3 水流速度對(duì)集熱器換熱性能的影響
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]太陽(yáng)能光伏光熱利用的研究進(jìn)展[J]. 張凇源,關(guān)欣,王殿華,郭志波. 化工進(jìn)展. 2012(S1)
[2]太陽(yáng)電池冷卻及光伏/光熱一體技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 肖澤成,秦紅,靳曉釩. 電力與能源. 2011(05)
[3]CFD在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 劉九五,連之偉,王月梅. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào). 2010(06)
[4]太陽(yáng)能光伏光熱一體化系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)研究[J]. 穆志君,關(guān)欣,劉鵬. 節(jié)能技術(shù). 2009(05)
[5]太陽(yáng)能電熱聯(lián)用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析[J]. 崔文智,于松強(qiáng),李隆鍵. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(06)
[6]太陽(yáng)能光伏/光熱集熱器設(shè)計(jì)與性能研究[J]. 王寶群,姚強(qiáng),宋薔,林汝謀. 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù). 2009(01)
[7]太陽(yáng)能光熱光電綜合利用[J]. 倪明江,駱仲泱,壽春暉,王濤,趙佳飛,岑可法. 上海電力. 2009(01)
[8]光伏/光熱(PVT)系統(tǒng)概況與評(píng)價(jià)[J]. 王寶群,姚強(qiáng),宋薔,盧智恒. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2009(02)
[9]有、無(wú)玻璃蓋板工況對(duì)PV/T系統(tǒng)性能的影響[J]. 裴剛,周天泰,季杰,何偉. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2008(11)
[10]太陽(yáng)能利用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 繆仁杰,李淑蘭. 應(yīng)用能源技術(shù). 2007(05)
博士論文
[1]光伏—太陽(yáng)能熱泵系統(tǒng)及多功能熱泵系統(tǒng)的綜合性能研究[D]. 裴剛.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]我國(guó)能源消費(fèi)需求分析與預(yù)測(cè)研究[D]. 劉士彬.中國(guó)海洋大學(xué) 2011
[2]湍流模型的對(duì)比與葉輪機(jī)械內(nèi)部氣動(dòng)性能的數(shù)值模擬[D]. 鄭雅芳.天津大學(xué) 2010
[3]基于太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的研究[D]. 閆士職.西南交通大學(xué) 2009
[4]太陽(yáng)能光伏模板冷卻方式的研究[D]. 安文韜.華北電力大學(xué)(河北) 2009
[5]光伏熱系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D]. 段征強(qiáng).天津大學(xué) 2007
本文編號(hào):3163064
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/xnylw/3163064.html
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