295_水冷型pv系统和pv—sahp系统的火用分析

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1、水冷型PV系统和PV—SAHP系统的火用分析马飞，魏兵（华北电力大学动力工程系）摘要：水冷型PV系统和PV—SAHP系统都属于光伏光热一体化系统，即在利用太阳能发电的同时提供热水。在水冷型PV系统中，用流体带走光伏电池温升产生的热量，降低电池温度以提高发电效率，同时产生的热水也可以加以利用。PV—SAHP系统是指将光伏转换与热泵循环有机结合在一起形成的系统。热泵的蒸发工质作为PV板的冷却流体，得到的热量通过热泵循环在冷凝端以高温输出，既降低了电池板的温度同时也可以输出较高温度的热水。由于两者的设备装置和所处的环境条件的差别，导致两者在能量的利用效率上有所不同。而火用分析可以找出损失或损耗的

2、原因以及能量利用上的薄弱环节，为节能降耗，提高能量利用率指明正确的方向。本文利用火用分析对两种系统在能量的利用和损失方面作分析，并得出两种系统的火用效率，对今后的系统优化提供一定的参考。关键词：火用分析；水冷型PV系统；PV—SAHP系统ExergyAnalysisofPV-WaterCoolingSystemandPV-SAHPSystemMaFei,WeiBing(SchoolofEnergy&PowerEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity)Abstract：PV-watercoolingsystemandPV-SAHPSystem

3、aretheintegrationofsolarphotovoltaicsystemsandthermalutilizationsystem,whichusethesolarenergytosupplytheelectricpowerandspaceheatingordailyhotwater.InPV-watercoolingsystemthereleaseheatofthephotovoltaiccellsiscooledbywater,thetemperatureofthepanelsislowereddownandpowergenerationefficiencyisincreas

4、ed,whilespaceheatingordailyhotwaterissuppliedsynchronously.PV-SAHP(photovoltaic–solarassistedheatpump)systemisasystemthatcombinesphotovoltaicconversionwithheatpump,wheretherefrigerantintheheatpumpisusedasthecoolingfluidofthePVpanels.Becauseofthedifferencesofequipmentinstallationsandapplicationcond

5、itions,twosystemsaredifferentfromtheirsystemefficiencies.Toanalyzethesystemexergyisofgreatsignificance,fortheenergylossandutilizationdeficiencycanbeidentifiedthroughtheexergyanalysis.Andfurthermorethesystemefficiencycanbeimproved,andthesystemcanoptimize.Inthispapertheexergyanalysisoftwosystemsisca

6、rriedthrough,theenergylossandutilizationdeficiencyofbothareanalyzed,andtheexergyefficiencieswillbeobtained.Theworkwillbegoodreferencesfortheapplicationandoptimizationofsolarphotovoltaicsystemsandbuildingthermalutilizationsystem.Keywords:exergyanalysis;PV-water-cooling;PV-SAHP一、引言热力学第一定律从能量“量”的属性出发

7、阐述了能量转换所必须遵循的规律,以热效率来评价热力系统性能。热力学第二定律从能量“质”的属性出发阐述了能量转换的客观规律,指出热力系统能量传递与过程转换的方向性和不可逆性,以热力系统各点做功能力——火用与系统火用效率来评价热力系统性能与热力循环的完善程度。火用是系统向周围环境变化并达到与环境状态(温度和压力)相同时能够做的最大可用功。本文利用火用分析对两种系统在能量的利用和损失方面作分析，并得出两种系统的火用效率，对今后