利用太阳能热能技术增加光伏组件的电能输出-新能源.PDFVIP

利用太阳能热能技术增加光伏组件的电能输出 链接：/tech/68638.html 来源：中国太阳能产业资讯网 利用太阳能热能技术增加光伏组件的电能输出 术的复合系统。利用PVT系统既可增加组件电能输出，又可实现热能收集利用，本文对PVT系统的研发状况进行了概 述。 0引言 能源是当今国际政治、经济、军事、外交关注的焦点。根据伦敦大学学院发展规划中心Pareto等人的能源研究报告 ：至2050 年，世界人口将会增加23亿，并且主要集中在亚洲、拉丁美洲及非洲。新增人口的能源需求，将会加剧世界 能源危机。 全国工商联副主席李河君先生在其著作中指出：在第三次工业革命中，新能源将会代替化石能源，而太阳能利用则 是新能源革命的重中之重。太阳能利用方式主要包括光热利用、光电利用、光化学利用以及光生物（生物质能）利用 。 与其他能源技术相比，太阳能利用技术（包括光伏及光热技术）有着较为鲜明的特点，比如：运行稳定且无噪音， 运行过程几乎免维护，能源清洁，不产生任何废物，寿命期长至20-30年。但其转换效率低，投资回收期较长，制造 和安装成本较高等缺点也成为其市场普及率偏低的制约因素。 目前商业化较成功、技术较成熟的太阳能产品主要是太阳能集热器和光伏组件。太阳能集热器是光热利用的主要形 式，其基本原理是将太阳辐射能收集起来，直接或间接转化成热能加以利用。 光伏组件产品是光伏利用的主要形式，其基本原理是利用材料的光生伏特效应将太阳辐射能直接转化为电能。太阳 能集热器产品有着较高的热转换率，一般可达到60%以上；而太阳电池组件电转换效率平均可达到15%以上。 但两种产品能源输出形式单一，且太阳电池组件在发电的同时，还会产生多余热量，高温会使太阳电池转换效率降 低，进而影响太阳电池组件的经济性。 太阳能光伏与光热一体化系统是光伏系统及光热系统的延续，其综合两个方面的技术：1.光伏技术，利用太阳电池 将太阳能转换成电能。2.光热技术，利用太阳集热器将太阳能转换成热能。它既可增加组件的电能输出，又可实现热 能的收集利用。 本文将对PVT系统的研究进展进行简述。 1PVT集热器简介 太阳能光伏光热一体化组件主要由光伏与光热两个部分组成。光伏部分采用技术成熟的太阳能光伏面板，通过控制 系统为建筑提供所需电能，主要包括光伏电池、蓄电池、逆变器和控制器等构件。光热部分主要为集热器，将太阳能 转换为热能，同时使用热循环机制，冷却太阳电池，提高光电转换效率，更高效地利用太阳热能。王宝群对PVT系统 经济性进行了研究，指出PVT 系统具有很多经济性优势，比如，其单位面积的可变成本低于单位面积的PV系统和太 阳集热器系统之和，同时也缩短了PV系统投资回收期。澳大利亚SOLIMPEKS公司PVT产品如图1所示。 利用太阳能热能技术增加光伏组件的电能输出 链接：/tech/68638.html 来源：中国太阳能产业资讯网 2PVT的主要分类 1.液冷型PVT组件 液冷型PVT 集热器使用水或其他防冻剂作为PVT降温介质，并使用贴合在PV板背后的金属导管或平板将热能导出。 2.空冷型PVT集热器 与液冷型PVT集热器原理相似，不同的是其利用空气做为热导出介质。 3.聚光型PVT集热器 聚光型PVT集热器分为三个部分：聚光部分、太阳电池部分和背板冷却部分。一般而言，聚光型PVT集热器使用高 效太阳电池（例如砷化镓太阳电池），有利于降低成本。该系统的实现难点主要在于冷却系统的优化设计以及保证系 统高效稳定运行的跟踪装置。 3PVT研究概况 相对于太阳能集热器，PVT集热器的理论研究较为有限。该领域的研究始于20世纪70年代晚期到20世纪80早期，美 国麻省理工学院的Hendrie进行了多种PVT设计系统性研究。 然后将其黏合在铝翅片和热交换板上并测试其性能。实验结果表明，该PVT系统可将水加热至65℃，但光伏模块电特 性的变动不大。其认为非晶硅薄膜电池不仅可以节省空间，还可以缩短光伏系统投资回收期。COX和RAGHURAMA N于1985年对不同空气型PVT集热器的太阳能吸收比及红外发射率与PVT 效率的关系进行研究，得出单晶硅太阳电池的覆盖率＞65%时，选择性吸收层降低了PVT的热效率。 裴刚对提出的新型太阳能PVT系统进行了数值模拟，结果显示，系统的电效率和热效率均有明显提