基于高效聚光与光伏组件耦合的太阳能锅炉节能成套技术研究

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1、，巧奏ｉ濤又锭来專ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＯｆ恥ｃｈｎｏｌｏｇｙ硕ｉ学位论文基于高效聚光与光伏细件賴合的太阳能锦炉节能成套技术硏究＇式：学科专业；化工过程机械＇Ｉ；－＂研究生＾；胡文波指导教师：周剑秋教授培养单位；机电王程学院－二〇—五年五月■■■．．．．＾如、捉：益■＞，取：；＇—：＇ｒ：善；分类号：TM914.4学校代号：10490学号：201102016密级：公开基于高效聚光与光伏组件耦合的太阳能锅炉节能成套技术研究作者姓名：胡文波指导教师姓名、职称：周剑秋教授申请学位类别

2、：工学硕士学科专业名称：化工过程机械研究方向：太阳能光伏/光热系统论文提交日期：2015年6月4日论文答辩日期：2015年5月26日学位授予单位：武汉工程大学学位授予日期：年月日答辩委员会主席：孙江龙Aenergyconservationtechnologyresearchbasedonthehigh-efficiencycondensercoupledsolarphotovoltaicmodulesandboilerAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：chemicalprocessequipmentCandidate：Huwenbo

3、Supervisor：Prof.ZhouJianqiu摘要I硕士学位论文摘要如今，可再生能源日益成为化石燃料的主要替代能源，因为它们干净、可持续的特点。太阳能是世界上需要的一种最重要的可再生能源。太阳能的主要应用可以分成两大类：太阳能发热系统—将太阳能转化为热能；光伏发电系统—将太阳能转化为电能。通常，这些系统都是单独使用的，在光热系统里，外部电能被用于使得工作流体循环流动。另外，在光伏系统里，系统的发电效率随着光伏电池组件温度的上升迅速降低。因此，为了取得更高的发电效率，需要采用一种方式带走热量使得光伏电池组件冷却下来。为了省略一个额外的电源来给光伏组件制冷，光伏组件必须与太阳能

4、空气/热水集热器结合起来，这种形式的系统被称为光伏/光热耦合集热器。光伏/光热耦合集热器（PV/T）同时输出电能和热能，除了拥有更高的总能量效率，PV/T集热器还具有节约物理空间的优势，并且由于共用部分设备，和单独安装光热系统与单独安装光伏系统相比，PV/T空气集热器具有更好的经济性。在本文中，试图对光热与光电耦合的太阳能空气集热器的电效率和电效率进行研究。本文建立了一个详细的热、电模型来计算一个典型的PV/T空气集热器的热参数和电参数。典型的PV/T空气集热器的这些热、电参数包括太阳能电池的温度，背面温度，出口空气温度，开路电压，短路电流，最大功率点电压，最大功率点电流等。为了得

5、到更好的PV/T空气集热器的热、电模型，本文对热损失系数做了一些修正。一个更好的电模型被用来增加计算PV/T空气集热器参数的精确度。不像在以前的文献中使用的传统的电模型，本文提出的电气模型可以估算一个PV/T空气集热器的电参数，比如开路电压，短路电流，最大功率点电压和最大功率点电流。此外，通过热电参数、设计条件和气候条件推导出了一个PV/T空气集热器的总能量效率的解析式。采用计算机模拟程序计算光伏/电空气集热器的热参数和电参数，通过数值模拟得到的结果跟前面文献中提到的实验测量的结果对比，两者具有良好的一致性。最后，进行了参数研究，因为对于热电模型中一些参数做了修正，可以观察到这篇论

6、文获得的热学和电学模拟结果比之前论文得到的结果更加准确。同时发现，相应的，在相同的气候条件、操作条件和设计参数条件下，PV/T空气集热器的热效率、电效率和总能量效率约为17.18%、10.01%和45%。关键词：光伏/光热耦合空气集热器；电路模型；计算机模拟；总能量效率IIAbstractAbstractRenewableenergiesaregoingtobeamainsubstituteforfossilfuelsinthecomingyearsfortheircleanandrenewablenature.Solarenergyisoneofthemostsignifican

7、trenewableenergysourcesthatworldneeds.Themajorapplicationsofsolarenergycanbeclassifiedintotwocategories:solarthermalsystem,whichconvertssolarenergytothermalenergy,andphotovoltaic(PV)system,whichconvertssolarenergytoelectricalenergy.Usua