聚光太阳能光伏_温差热复合发电系统设计与性能测试.pdfVIP

第 34 卷 第 15 期 农 业 工 程 学 报 Vol.34 No.15 246 2018 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2018 聚光太阳能光伏/温差热复合发电系统设计与性能测试 王立舒，冯广焕，张 旭，孙士达，李欣然 （东北农业大学电气与信息学院，哈尔滨 150030） 摘 要：针对现代温室用电成本高、太阳能利用效率低及余热能量浪费的问题。论文探究了光伏温差混合发电的机理， 设计了一种聚光太阳能光伏/温差复合发电系统，该系统利用抛物型聚光器进行聚光，采用三角形热管对光伏电池热量进 行传递，完成了以下目标：光伏电池的一部分热量通过温差电池实现二次发电；另一部分通过热管内水对流将多余热量 传递到储热箱进行热利用。为测试该复合发电系统电/热性能，建立了电/热数学的模型对系统的能量转换进行分析，并 进行试验，得出全年四季不同光辐射强度、冷却水流量对系统的影响。冬季测试期间电效率最高达到20.98% ，热效率达 到39.81%，㶲效率达到32.5% 。结果表明，该系统与无聚光光伏温差混合发电系统相比效率较高且稳定。所获电能可为温 室内环境监控、照明系统供电，并能为作物生长提供部分热能。 关键词：太阳能；发电；温度；光伏电池；能量转换 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.15.031 中图分类号：TK519 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-15-0246-09 王立舒，冯广焕，张 旭，孙士达，李欣然. 聚光太阳能光伏/温差热复合发电系统设计与性能测试[J]. 农业工程学报， 2018 ，34(15) ：246 －254. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.15.031 Wang Lishu, Feng Guanghuan, Zhang Xu, Sun Shida, Li Xinran. Design and performance test of concentration solar PV/TE compound power generation system[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(15): 246 －254. (in Chinese with English abstract) doi: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.15.031 进行热利用，从而导致能源利用率降低。针对此问题， 0 引 言  本文设计了一种抛物型聚光器聚光、光伏电池发电、热 太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源，具有巨 管内水对流传热的一种聚光太阳能光伏/温差复合发电 大的潜在利用价值，可以为人类提供取之不尽的能源， 系统。通过对太阳辐照强度、冷却水流量等参数对光伏/ 其利用已成为新能源领域的研究热点[1-2] 。光伏发电是太 温差复合发电系统运行温度、输出功率、输出效率的影 阳能利用的主要形式之一，低效率和高成本是制约光伏 响进行分析，搭建了试验平台，并对该系统性能进行测 产业发展的主要屏障。光伏电池可吸收 80 ％的太阳辐射， 试研究。 但不能完全转化为电能，转换效率取决于所使用的光伏 [3-4] 1 系统结构