基于相变冷却的太阳能热电联产系统研究

发布时间：2024-03-09 14:29

　　太阳能热电联产系统是指将光伏电池组件与太阳能集热器结合起来,同时产生热收益与电收益的系统。其中,光伏电池组件将太阳能转换为电能,直接产生电收益;集热器中的换热工质带走光伏电池组件背板的热量,产生热收益。随着国内外学者对太阳能热电联产系统研究的不断深入,为提升系统运行性能,多种针对该系统的优化方案相继提出。与此同时,相变材料凭借其储热密度大、适用的温度范围广等优点,在储能、余热利用和热管理等领域具有较好的应用前景。本文旨在利用相变材料的优点进一步提升太阳能热电联产系统的运行性能,通过实验与数值模拟的方法研究相变材料对太阳能热电联产系统电效率与热效率的影响规律,进而提出在典型日气象条件下基于相变冷却的太阳能热电联产系统的优化运行方案。首先,基于文献调研确定了系统中采用的相变材料的种类与相变温度范围,封装方式,以及在太阳能热电联产系统中相变材料的布置位置;分别对制备的石蜡和含有不同质量分数膨胀石墨的复合相变材料进行物性测试。其次,完成了基于相变冷却的太阳能热电联产实验台的设计与搭建,并开展实验,研究了上海临港地区冬季典型日气象条件下相变冷却的应用与换热工质的流量对系统运行性能的影响规律。结果...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1中国各地区太阳能资源分布情况来源：Solargis[9].太阳能资源的利用主要是直接利用太阳辐照，较为广泛的应用主要分为光热和光伏转换两方面

上海电力大学硕士学位论文2长江中下游、福建、浙江和广东部分地区；Ⅳ类地区为资源欠缺区，全年太阳能辐照量在4200MJ/m2以下，主要包括四川、贵州两剩图1-1中国各地区太阳能资源分布情况来源：Solargis[9].太阳能资源的利用主要是直接利用太阳辐照，较为广泛的应用主要分为光....

图1-2相变材料的不同布置位置[31]

挠跋欤?峁?砻髌桨迨教?裟苋鹊缌??低吃谥评浞矫嬉灿泻芎玫?表现。实验结果指出使用制冷剂作为换热系统的系统比使用水作为换热工质的光伏系统提高23.8%的能量利用率。ShanF.等[30]建立了太阳能热电联产系统的数值模型，分析了连接方式对太阳能热电联产系统的影响，结果显示随着串联....

图2-1实验系统图

上海电力大学硕士学位论文102基于相变冷却的太阳能热电联产系统的实验设计2.1实验系统图2-1实验系统图如图2-1所示，实验系统主要包括光伏系统、换热系统、储热系统以及测量系统。其中光伏系统包括额定功率为150W的单晶硅平板式太阳能电池板，光伏控制器和蓄电池。换热系统包括换热铜管....

图2-2换热管道的布置（a）设计尺寸（b）实物图

基于相变冷却的太阳能热电联产系统的实验设计11间，布置方式如图2-3所示。其与相变材料层通过挤压固定的方式连接，且在连接部分涂抹导热硅脂，有效避免由于固体接触面不平整产生的空气热阻。（a）（b）图2-2换热管道的布置（a）设计尺寸（b）实物图相变层中相变材料为低温相变纯石蜡，生产....

本文编号：3923561