新型光伏光热pvt一体化系统应用尝试

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1、彩氛j岱TK2009年全陶太阳能热利用{i_P-(合肥)年会论文集新型光伏／光热(PVT)一体化系统应用尝试任社明张彦斐合肥美菱太阳能科技有限责任公司)摘要本试验尝试用光伏／光热二合一收集器为核心的太阳能利用系统，实现将光伏／光热应用合二为一，进一步提高太阳能源的利用效率和扩展太阳能利用的适应性。关键词太阳能利用系统光伏，光热一体化试验系统中的热传导介质保障了太阳能电池板温度和发电效率的基本稳定，大幅度提高了电池效率和低温热量的利用率，实现了较高的综合效率，可保障系统在不需要外部供电条件下的自行运行。同时系统在输出相同能量的情况下比独立的光伏、光

2、热系统占地面积更少，是一种具有广阔前景的新型太阳能综合利用技术。1项目概况该试验项目位于中国科技大学工程科学学院实验一楼，主要用于工程科学学院的课题研究。系统产生的热水和电力供办公室和学生公寓使用。11气象参数1．合肥地理位置处于北纬3lo52’，东经117。17’。2．自来水温度：秋季平均15℃，冬季平均10℃。3年日照时问：2200～2500h，年平均环境温度15℃，当地纬度太阳能年平均日太阳辐照量11873kJ／m2。112系统可实现功能1．系统运行太阳能热水系统具有间接换热、温差自动循环、自动朴水、集中供水功能。2．太阳能先伏发电系统·1

3、28·具有自用电和并网发电两个功能。部分电量通过蓄电池蓄电可直接用于驱动光热系统温差自动循环的直流泵，减少常规能源的消耗。2．系统监控本监控系统根据用户要求和被控制系统要求采用PLC编程控制，采用LCD触摸屏连接计算机。可实现：1)实时数据采集：主菩应用于流量、温度(7个温度点)、压力，以及光伏发电的电压、电流、可变送的量。2)历史数据记录：可根据系统要求进行数据记录、保存和查阅。3)工况显示：通过LED显示反映系统工作状况。2新型太阳能光伏／光热(P、厂r)一体化系统运行原理2．1光热部分工作原理本系统采用间接换热、温差自动循环、自动补水、集中

4、供水的运行方式。1间接换热：在储热水箱中设置盘管。集热器流出的“热媒”走盘管内．与水箱中的“冷水”通过盘管热交换器进行热交换。“热媒”可以使用抗冻液，在寒冷的区域也可以使用。见图1．a。2．温差自动循环：当集热器出口水温t．高于水箱底部水温t：5℃时，循环泵自动启动，“热媒”开始循环，加2009年全国太阳能热利用行业(台肥)年会论文集热水箱中的“冷水”．直至水温相同时，循环泵停止工作。3自动补农：当水箱水位降低到设置低位时，常用电磁阀E．自动开启．补水到正常水位。2．2光伏部分工作原理光伏笈电系统利用半导体材料的光伏效应，通过集热器表面的光伏发电

5、板，直接将太阳能转化为电能。发电板与蓄电池和逆变器相连，通过蓄电池储存电能，供系统使用；通过逆变器将电能并网供外部电嘲。见图1-b，系统平面布置见图2。3系统匹配31基本参数1用水^敷设计人数20人2用水定额：100升／(人·日圈1§统t行原#围田2系统}面布I{意围^一AC胡f懵2009年全国太阳能热和用行业(台肥)年会论文集3用水时间：24小时供应；4设计热水温度：50℃：5设计冷水温度：5℃。3．2系统设计计算1设计小时耗热量计算：0．=K*警=22100W2设计小时热水量：●“q娟可赫”33m3集热器面积确定本系统采用间接换热系统，太阳能

6、集热器{去向为正南。根据《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》第4章应先算出直接换热系统集热面积：1)直接系统集热面积：帖号黔警～3526m2式中．^c-系统集热器总面积，m2；仉一日平均用水量，2000kg；o—一水的定压比热容，4187kJ／(kg·℃)；o耐—贮热水箱内水的终止温度，50℃；^——水的初始温度，5℃；Z——合肥当地集热器受热面上年平均日太阳辐照量．11873kJ／m2；_卜太阳能保证率．40％；吼-_一集热器全日集热效率，45％：w广—昔路及贮水箱热损失率，020。2)间接系统肇热面积：^一砌+％警m21m2取值如下：直接系

7、统集热面积：Ac=35m：，集热器总热损系数。BU,--5驯{m：·℃)；换热器传热系数比500W／(mz-℃)(SUS304不锈钢波纹盘管)；间接系统换热器换热面积^庐l7m2(直径2l唧，长度20m)；因此，本系统需要42m2的集热面{}{可以满足使用要求。4系统设备选型及说明41保温水箱选用A的不锈钢保温水箱．内置直径为2lr蛐、长度为20m的SUS304不锈钢波纹盘管。保温材料采用聚氨酯发抱保温．保温层厚度为60咖(见图3、图4)。一目3固4基j42循环水泵根据本系统特点，本装置配置两台水泵．一台由系统白备直流电作为动力，作为主循环泵，另

8、一台由外部电网的交流电作为动力，是系统备用循环泵。循环泵流量计算如下：0】【=岛XAc式中：Q一集热泵流量，弘；82——流量系数，B卸0