熱管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產系統(tǒng)的研究.pdf

1、太陽能利用技術主要包括基于光熱轉換的太陽能熱利用技術和基于光電轉換的太陽能光伏發(fā)電技術。目前這兩種技術通常均單獨應用于太陽能供能系統(tǒng)中，能量收集、利用形式單一，轉換效率較低，因此，研究如何將太陽能同時轉化為電能和熱能，發(fā)展太陽能電-熱聯(lián)產技術，提高太陽能綜合利用效率具有重要的理論意義和應用價值。
　　本文在太陽能高倍聚光光伏發(fā)電技術的基礎上，提出了一種熱管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產（CPV/T）太陽能綜合利用新方案：通過采用太陽跟蹤技

2、術和菲涅爾聚光系統(tǒng)進行太陽能高效收集與聚焦；采用第三代III-V族高倍聚光太陽能電池進行太陽能高效光電轉化；采用具有極高導熱性能的熱管冷卻技術降低聚光太陽能電池溫度，并同時通過循環(huán)冷卻水回收耗散廢熱，從而在同一個跟蹤和聚光系統(tǒng)中實現太陽能電-熱聯(lián)產，大幅提高太陽能綜合利用效率。本文主要研究內容和結果如下：
　　設計了熱管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產組件的結構，建立了管式聚光太陽能電-熱聯(lián)產系統(tǒng)理論分析模型，編寫了模型Matlab求解程序

3、，運用實測太陽輻照與環(huán)境數據，對該系統(tǒng)全天性能進行了模擬仿真，結果表明系統(tǒng)平均發(fā)電效率約為30％，平均熱效率約為45%，綜合效率可高達75%，大幅提高了太陽能綜合利用效率；本文還研究了聚光比、冷卻水流量對系統(tǒng)性能的影響，該研究可為電-熱聯(lián)產系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供理論依據。最后，本文對熱管式CPV/T系統(tǒng)的技術經濟性進行了分析，結果表明該技術與現有太陽能應用技術相比，具有發(fā)電效率高、與現有家庭能量需求匹配合理、受光面積小、建造成本較低的優(yōu)勢；