检索结果-南通市图书馆

作者：葛军山东建筑大学

学位级别：硕士

马克思主义哲学曾经指出：“事物是永恒发展的,其发展的动力和源泉却是矛盾。”人类社会的发展亦是此论点的真实写照。千百年来,人类文明不断在桎梏与逼迫下挣扎向上,在创造了空前辉煌的文明成果的同时,也渐渐将自身的发展放在了我们赖... 详细信息

马克思主义哲学曾经指出：“事物是永恒发展的,其发展的动力和源泉却是矛盾。”人类社会的发展亦是此论点的真实写照。千百年来,人类文明不断在桎梏与逼迫下挣扎向上,在创造了空前辉煌的文明成果的同时,也渐渐将自身的发展放在了我们赖以生存的大自然的对立面。土地沙漠化、洋面上升、气候变暖、雾霾天气、资源枯竭、水资源减少、石油危机、能源危机等等一系列的环境资源问题不仅仅限制了我们的社会发展,甚至威胁到我们的生存环境。因此,实行可持续发展战略和环境保护战略,采用绿色技术已经成为世界各国的共识,唯有如此,才能让自己的发展不会成为自己“颈上的枷锁”,才能让社会进步长久的进行下去。建筑工程历来是社会生产活动中的耗能、耗材、耗水、耗地和破坏环境的大户,而机电安装工程又是建筑工程中耗能、耗材、耗水密集度最高的分部之一,在建筑行业机电安装工程施工过程中推行绿色施工技术对我国实施可持续发展战略和环境保护政策有十分积极的意义,对建筑工程的各参与方也会产生非常优厚的经济回报。绿色施工是绿色理念在建筑工程建设阶段的直接体现,其目的在于在不影响建筑工程成品质量、整体施工进度和施工人员人身安全与健康的前提下,采用先进的施工工艺和新材料、新技术、新方法,科学地规划施工流程,制定评定标准,限制施工过程中产生的资源浪费和环境污染问题,将建筑施工活动和谐融入自然生态环境的运行之中。由于在建筑工程各专业之中工程量份额远大于其他专业,目前世界各国大多数绿色施工的研究都侧重于土建专业。对于建筑工程另一耗能大户——机电安装工程,目前的绿色施工研究却是处于零散、初级、不系统的起步阶段。本文从我国机电安装工程的现状入手,探讨了近年来在机电安装领域涌现出的一些先进的、有效的、可靠的、有经济效益的绿色技术,如：温湿度独立控制空调系统、太阳能光伏光热一体化技术、建筑信息模型BIM(Building Information Modeling)技术、管道厂内预制加工技术、光导照明技术等,通过研究这些先进绿色技术的原理、优缺点和使用后可以带来的资源效益、环境效益和经济效益,来谋求这些绿色先进技术在我们国内机电安装工程中的应用与普及之道。此外,进一步联系我们承建的济南国际园林花卉博览会主展馆机电安装工程的实际案例,来研究、论证我公司在该工程中采用的绿色施工技术的成败得失,总结其中优秀的绿色施工经验,以此来作为将来机电安装工程施工过程中的指导,并希望可以对广大机电安装施工企业的绿色施工工作带来帮助,可能的话盼望可以对我国机电行业绿色施工标准的早日颁布产生一点力所能及的参考作用。期盼绿色施工技术可以在我国机电行业早日推广普及,如此必可以有力地推动我国的可持续发展战略,为我国建筑业乃至全行业经济的蓬勃发展带来新的契机。

关键词：机电安装工程绿色施工温湿度独立控制空调太阳能光伏光热一体化建筑信息模型BIM(Building Information Modeling) 管道厂内预制加工光导照明

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不同型式PV/T一体化系统的对比研究

不同型式PV/T一体化系统的对比研究

作者：徐亮东南大学

学位级别：硕士

随着太阳能光伏发电技术的逐渐成熟,近些年来得到了迅速推广和利用。但在实际运行过程中,太阳能光伏电池工作温度逐渐升高,降低了光伏电池的光电转换效率。太阳能光伏光热一体化利用(PV/T)技术,在提高光电转换效率的同时,能够产生热能效... 详细信息

随着太阳能光伏发电技术的逐渐成熟,近些年来得到了迅速推广和利用。但在实际运行过程中,太阳能光伏电池工作温度逐渐升高,降低了光伏电池的光电转换效率。太阳能光伏光热一体化利用(PV/T)技术,在提高光电转换效率的同时,能够产生热能效益,提高太阳能综合利用率。本文通过理论模拟与实验相结合的研究方法,对不同型式PV/T热水系统在不同典型地区展开对比研究,为不同地区不同使用目的的用户选择PV/T热水系统的型式提供理论依据。本文研究工作主要包含以下几个方面:(1)对热泵型、水冷型、热管型三种PV/T热水系统进行理论分析,分别建立三种PV/T热水系统的数学模型,与此同时,采用MATLAB软件以及REFPROP物性计算软件编写三种PV/T热水系统模拟程序,对系统的全天动态性能进行模拟计算。(2)设计和搭建水冷型、热管型PV/T热水系统实验测试平台,利用该测试平台以及本课题组已有的热泵型PV/T热水系统实验测试平台,分别测试了三种系统在南京地区气象条件下的热、电输出性能,分析系统运行过程中各个参数的变化规律;同时,将多组实验结果与模拟结果对比,结果表明,各参数的模拟值与实验值的吻合较好,平均误差均在9%以内,因此,本文中所建立的三种PV/T热水系统数学模型可以从一定程度上模拟真实系统。(3)根据拉萨、昆明、南京、贵阳四个地区典型气象年气象参数,利用已验证的数学模型,对三种PV/T热水系统在该四个地区内的全年逐日运行性能进行详细计算,同时,提出制电能源消耗、总能源消耗率评价标准,对各PV/T系统性能进行评价分析。结果表明:在各地区内,若用户以发电为主要目的,用户可优先选用热管型PV/T系统,四个地区内的热管型PV/T系统全年总制电能源消耗率分别为7.95、5.83、4.41、4.00;若用户以综合能量收益为主要目的且无温度要求,则优先选用水冷型PV/T系统,四个地区内的水冷型PV/T系统全年无辅助加热总能源消耗率分别为42.9、32.7、23.8、20.5;若用户以综合能量收益为主要目的且考虑温度要求,在太阳能资源丰富带和资源较富带的拉萨、昆明地区,用户可优先选用水冷型PV/T系统,两地区内水冷型PV/T系统全年有辅助加热总能源消耗率分别为7.04、4.29;在太阳能资源一般带和资源贫乏带的南京、贵阳地区,用户可优先选用热泵型PV/T系统,两地区内热管型PV/T系统全年有辅助加热总能源消耗率分别为3.26、2.40。(4)与电加热系统相比,除在太阳能资源贫乏带的贵阳地区的热泵型PV/T系统外,其余各地区内PV/T系统,包括贵阳地区内的水冷型、热管型PV/T系统,均具有一定的经济效益,均能够在满足用户能源需求的同时,能够节省资金费用具有一定可行性和实际推广价值。同时,各地区内的PV/T系统均具有优越的环境效益、能够降低对生态环境的污染。

关键词：太阳能光伏光热一体化运行性能能源消耗率经济性分析环境效益

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PV/T集热器流道设计及系统性能研究

PV/T集热器流道设计及系统性能研究

作者：赵志远浙江大学

学位级别：硕士

为提高光伏电池的电效率,缓解温度升高对其性能产生的不利影响。研究者们提出了光伏光热一体化（Photovoltaic/Thermal,PV/T）技术。PV/T集热器将光伏电池和太阳能集热器集成于一体,在运行过程中,冷却工质在太阳能集热器中进行换热,不... 详细信息

为提高光伏电池的电效率,缓解温度升高对其性能产生的不利影响。研究者们提出了光伏光热一体化（Photovoltaic/Thermal,PV/T）技术。PV/T集热器将光伏电池和太阳能集热器集成于一体,在运行过程中,冷却工质在太阳能集热器中进行换热,不仅降低了光伏电池表面温度,提高了电效率而且升温后的工质可以进行余热回收利用,从而提高太阳能综合利用效率。冷却流道是PV/T集热器的关键部件,流道结构的不同会对PV/T集热器表面温度和系统性能产生影响。针对目前PV/T集热器流道设计中缺乏理论指导,对流动传热机理研究不足等问题,本文进行了如下研究:（1）以提高PV/T集热器电性能为主要目标,同时兼顾PV/T集热器的热效率和温度均匀性。本文基于场协同理论设计了一种正弦流道结构。（2）为优化流道结构参数,提升流体的换热性能。采用数值模拟方法研究了振幅和波长对流体流动传热特性的影响,并对其机理进行分析。结果表明,随着振幅的增加或波长的减小流体的阻力性能和换热性能均有所提升。当Re>2000时,正弦流道的综合换热性能优于光管流道。振幅主要影响流体在不同截面上周向涡旋的形成,波长主要影响流体在波谷处纵向涡的形成。在两种涡旋的共同作用下,正弦流道中流场的协同性和温度均匀性都在提升。（3）通过数值模拟和实验研究相结合的方式,对正弦流道和光管流道PV/T集热器在不同工况下的系统性能进行了对比研究。结果表明,提高入口流量或降低入口温度均能提升PV/T集热器的热/电效率,而太阳辐射强度的增加仅对热效率的影响较大。在相同工况下,正弦流道PV/T集热器的性能均优于光管流道。当太阳辐射强度为1000W/m2,入口流量为3L/min时,正弦流道PV/T集热器的性能提升最为明显,其表面温度比光管流道PV/T集热器表面温度下降了4.89℃,电效率和热效率分别提升了2.59%和3.42%。

关键词：太阳能光伏光热一体化流道结构设计场协同理论

变流量对水冷型PV/T系统在不同辐照度地区运行性能影响

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变流量对水冷型PV/T系统在不同辐照度地区运行性能影响

作者：王博飞东南大学

学位级别：硕士

水冷型PV/T系统以使用方便、无需二次换热及效率较高等优点受到广泛关注,其中单位面积质量流量能明显影响系统性能的运行参数,国内外学者的研究证实了最佳流量的存在。本文针对现有研究中系统最佳流量取值未考虑运行能耗、缺少最佳流量... 详细信息

水冷型PV/T系统以使用方便、无需二次换热及效率较高等优点受到广泛关注,其中单位面积质量流量能明显影响系统性能的运行参数,国内外学者的研究证实了最佳流量的存在。本文针对现有研究中系统最佳流量取值未考虑运行能耗、缺少最佳流量控制规律两个关键性问题,提出了基于太阳辐射值的变流量控制策略及两种工程应用方案,分析不同太阳辐照度地区变流量控制策略的运行效果。本文搭建水冷型PV/T系统实验台,建立水冷型PV/T系统理论模型。将实验所得到的多组数据与理论计算值比较,验证了理论模型的精准性。所建模型能准确预测不同工况下系统运行过程的制热性能、光电输出性能。与现有研究采用的集热效率、一次能源节约率等评价标准不同,将光伏光热收益与运行能耗结合提出实际综合效率作为选取最佳流量的标准。以南京夏季工况为例,利用模型分析系统全天运行的各性能指标随循环流量增加的变化趋势并给出对应具体流量范围,其中实际综合效率呈先缓慢增加后快速降低的趋势,该工况对应最佳流量值0.022kg·m·s使得系统实际综合效率最高为47.5%。已有研究大多根据实验结果推测太阳辐射强度对最佳流量取值影响最大,但实验时不能控制其他参数相同,存在误差,且缺乏理论验证。本文采用归一化系数法分析不同环境参数下流量变化对系统性能的影响显著性,结果表明太阳辐射强度对最佳流量取值的影响远超其他参数;同时,模拟结果显示不同工况下同一辐射强度对应最佳流量值相同。综上可知,太阳辐射强度对最佳流量取值有决定性作用。目前流量控制多从进出口温差、用户水温需求等角度出发,本文创新性地提出基于太阳辐射强度的水冷型PV/T系统变流量运行策略,控制规律为m=1.45×10·I+0.0108,由此可以计算各个工况对应的最佳流量值。同时,将变流量运行策略与用户需求结合,提出实时流量控制方案和均流运行方案。前者适于规模化应用,按控制规律实时读取太阳辐射强度计算该工况下的最佳流量值控制运行流量,综合收益最高;后者适用小型系统,通过水泵三个档位切换来调节各季节对应的运行流量,经济实用。对比分析两种变流量方案在不同太阳辐照度地区(呼和浩特、南京、西安、成都和贵阳)对水冷型PV/T系统性能的影响,模拟结果显示:以定流量运行(0.05kg·m·s)为参照对象,系统采用实时流量控制方案在太阳能资源最丰富的呼和浩特地区冬季工况运行综合收益提高3.93%;在太阳能资源匮乏的贵阳、成都地区冬季工况运行综合收益分别提高22.3%、57.3%。由此可知,变流运行方案在太阳辐照度低的地区优势明显,且冬季等低辐照强度工况下系统性能更佳。最终,基于不同太阳辐射度地区模拟运行结果,本文提出了变流量应用策略:变流量运行方案适用于太阳辐照度低的地区(如太阳能资源贫乏带城市)且应优先使用于太阳辐照度不足的工况(如冬季)。

关键词：光伏光热一体化最佳流量变流量运行性能优化应用策略

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光伏太阳能热泵的结构优化和变容量控制研究

光伏太阳能热泵的结构优化和变容量控制研究

作者：董科枫东南大学

学位级别：硕士

光伏一体化的太阳能热泵热水器是建筑利用太阳能这种可再生能源和建筑节能降耗的有效装置。它使用光伏集热蒸发器实现光伏/光热一体化综合利用,达到较高的太阳能综合利用效率,且节约占地面积、有利于建筑一体化。本文构建的光伏一体化... 详细信息

光伏一体化的太阳能热泵热水器是建筑利用太阳能这种可再生能源和建筑节能降耗的有效装置。它使用光伏集热蒸发器实现光伏/光热一体化综合利用,达到较高的太阳能综合利用效率,且节约占地面积、有利于建筑一体化。本文构建的光伏一体化的太阳能热泵热水器能基本实现全年提供150L/50℃的生活热水,满足三口之家全年的生活热水需求。本文对光伏太阳能热泵热水器的重点问题,光伏管板式集热蒸发器的结构和性能优化、实时变容量控制系统和控制策略,进行了理论和实验研究。首先,建立了系统主要部件的数学模型,定义了以光伏集热蒸发器背板平均温度为基准的UL,给出了光伏集热蒸发板吸热量的详细计算式,光伏集热蒸发板模型同时适用于采用晶硅组件或玻璃基底的薄膜电池组件的光伏蒸发板。使用VisualBasic6.0编写了该系统的仿真运行程序。其次,采用一次能源节约效率评价光伏集热蒸发板的综合性能,以铜铟镓硒(CIGS)光伏管板式蒸发器为例,使用Visual Basic 6.0编写程序模拟分析管板式集热器的主要结构因素:蒸发管管内径、单管长和管间距对光伏集热器性能的影响。通过分析,减小蒸发管内径、减小管间距和增大管长均有利于提高光伏管板式集热器的热、电和一次能源节约效率。同时,减小蒸发管内径和增大管长时,流经集热板的制冷剂压降增大,设计时应控制其他局部阻力来保证性能。优化设计了单晶硅型管板式集热蒸发板,在南京地区搭建了基于PLC的变频光伏太阳能热泵热水器实验台,用4.32m2集热板搭配1HP工质R22的变频压缩机和150L保温水箱,可以实现系统空载、定频运行和受控变频运行,制取生活热水。根据多次定频运行试验和空载运行试验结果,检验了仿真运行程序和衍生的空载运行程序的精确性。接着,采用电子膨胀阀、变频压缩机、PLC、变频器、太阳总辐射表和热电偶等开发了光伏一体化的太阳能热泵热水器的实时变容量控制系统和相应的控制程序。制定了变容量控制策略的原则:对环境工况、运行频率分档进行策略制定;按各月理论辐射强度大于200W/m2的时长确定预定最大制热水时长;按照满足实时环境工况下制热水时长限制的实时最低运行频率运行。通过各工况、频率的模拟运行结果和控制策略原则制定了南京地区本实验台的控制策略表。针对高太阳辐射强度和低于环境温度的水箱初温时可能产生的蒸发压力和冷凝压力倒挂情况,制定了启动阶段的频率策略。定义“转换水温”为系统能以策略表拟定的最低运行频率运行的最低水箱温度。分析了实际自然环境工况下,由于气温日变化和辐射日变化峰值有时间差,系统启动时间对全天净发电量的影响。根据模拟发现,启动时间若较以正午12点为中心根据预测制热水时长确定的启动时间稍延迟,会有利于减少系统能耗,提高全天净发电量。本文的启动时间策略选择晴天推迟半小时启动系统。控制策略表、启动阶段的频率策略和启动时间策略构成了本文的综合控制策略。根据理论分析和模拟结果,证明当前光伏集热面积和水箱容积比的条件下,提高运行频率不利于增加全天净发电量,无法实现光伏直驱的太阳能热泵热水器。通过实时变容量运行试验,模拟对比其他两种变容量控制方式:按当月平均环境工况制定当月运行频率、按当天启动时的环境工况制定当天运行频率。结果显示构建的实时变容量系统达到了预期目的具有实用价值,且优于其他控制方式。根据各种工况下的实测数据,当晴天或多云天气时,系统制取150L/50℃生活热水的性能系数COP达到3.06～5.61;当阴天甚至有时有小雨的情况下,COP能达到2.68。

关键词：光伏光热一体化太阳能热泵集热蒸发器优化实时变容量控制控制策略

PV/T太阳能热泵联合干燥系统热力循环与能量特性研究

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PV/T太阳能热泵联合干燥系统热力循环与能量特性研究

作者：李秉阳兰州理工大学

学位级别：硕士

根据2020年数据统计,中国作为农业大国其粮食总产量为66950万吨,水果总产量在27400万吨以上,中药材总产量超过450万吨。但是,由于我国很多地理标志农产品都产自经济不发达的国家级贫困县区,恶劣的地理环境和闭塞的交通运输条件造成了很... 详细信息

根据2020年数据统计,中国作为农业大国其粮食总产量为66950万吨,水果总产量在27400万吨以上,中药材总产量超过450万吨。但是,由于我国很多地理标志农产品都产自经济不发达的国家级贫困县区,恶劣的地理环境和闭塞的交通运输条件造成了很多农副产品的滞销,严重限制了当地经济的发展。在此背景下,农副产品需要通过干燥来提高保质期、减少包装成本、降低运输重量并保留营养价值。在诸多干燥技术中,自古沿用至今的自然晾晒干燥应用最为广泛,但其存在效率低、周期长、效果差、污染严重等问题。热风干燥等技术则存在投资和运行费用高昂、能量损失严重、干燥不均匀等缺点。研发适合不同产地的农产品绿色干燥技术装备对降低加工成本、提升加工品质和产品附加值、实现农产品加工节能增效具有重要意义。本课题以提高能源利用率、降低能耗、提升干燥效果为出发点,提出了一种新型PV/T太阳能热泵联合干燥系统。该系统主要由空气循环回路和制冷剂循环回路组成。系统中采用的PV/T集热器,可同时作为空气的一级加热装置和制冷剂的蒸发器,集热器光伏模块发电量可以为压缩机、风机等用电设备提供电能。与现有太阳能热泵联合干燥系统相比,本系统能更加直观高效地利用太阳能并大幅度减少系统电能消耗。系统采用回热器吸收废气中余热,提高能源利用效率,从根本上避免相变蓄热材料使用不当造成的对环境和物料的污染,减少成本。可通过灵活调整空气流速与质量流量来应对不同条件下物料干燥需求,扩大系统使用范围。为了验证干燥过程中,不同种空气对系统性能的影响,将回热器与集热器之间管路设计成可拆卸式。去除管路,环境空气进入集热器为开式干燥模式,反之则为闭式干燥模式,在不同环境条件下进行大量干燥实验。对实验结果进行分析,主要结论如下:（1）影响PV/T集热器性能的因素中,空气质量流量的升高会大幅度提高光热效率。但当光热效率提升到一定值时,继续增加空气质量流量,光热效率不会有明显变化,反而会因为风机功率的不断提升而降低系统整体经济性。就集热器性能角度而言,最优的空气质量流量数值为0.042kg/s。集热器进口空气温度升高会对光热效率产生负面影响,但对光电效率影响不大。集热器供热量和光伏发电量的整体变化趋势与太阳辐照强度接近,但是在此过程中光伏发电量会受到光伏模块温度的负面影响。实验过程中,集热器光热效率平均值最高为34.04%,综合效率平均值最高为55.45%。由此可以看出,采用PV/T集热器大大提高了太阳能利用率;（2）不同的物料处理工艺会影响干燥结果。将相同物料分为四分,进行不同的处理。第一份保留表皮,切片厚度5mm,其余三份去除表皮,切片厚度分别为5mm,3mm,8mm。实验结果表明,物料表皮的存在会影响干燥过程除水量和干燥速率,切片厚度越小越有利于水分蒸发;（3）回热器可以稳定吸收干燥废气中的余热,实验过程中回热器吸收的热量最高为1.99k W?h,大大提高了系统能源利用效率;（4）为验证两种干燥模式的性能,分别在不同环境条件下进行对比实验。结果表明,闭式干燥模式性能更加稳定,克服环境因素影响的能力更强。光伏模块的发电量能降低28.40%的系统电能消耗,热泵系统平均COP值为4.05。干燥室平均温度为55.40℃,单位能耗除湿率（Specific Moisture Extraction Rate）为3.73kg/（k W?h）,物料最终含水率为13.68%。本系统可以提高能源利用率,减少电能消耗,达到节能减排的目的,为物料中低温干燥提供了一种切实可行的方案。本系统的推广和使用,可以助力乡村振兴,推动我国特色农业现代化建设。

关键词：光伏光热一体化热泵技术联合干燥热回收单位能耗除湿率含水量

基于大面积碟式聚光的全太阳光谱利用技术研究

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基于大面积碟式聚光的全太阳光谱利用技术研究

作者：黄文娟湖北工业大学

学位级别：硕士

本文基于高倍聚光光伏发电系统提出全光谱利用思想,展开了对高倍聚光光伏综合利用系统的设计及深入研究。通过对系统各子部件的研究与设计,考虑到高倍聚光光伏发电系统中光斑能流密度均匀性及高温冷却换热的特殊要求,分别研究了基于碟... 详细信息

本文基于高倍聚光光伏发电系统提出全光谱利用思想,展开了对高倍聚光光伏综合利用系统的设计及深入研究。通过对系统各子部件的研究与设计,考虑到高倍聚光光伏发电系统中光斑能流密度均匀性及高温冷却换热的特殊要求,分别研究了基于碟式聚光的太阳能光伏光热利用技术、光伏农业应用技术以及太阳能照明-发电互补利用技术,并对以上三项技术建立了相关的数学模型和系统实现方案。通过理论计算与仿真模拟的并行研究,解决了现有高倍聚光光伏系统中太阳光谱利用率不高、聚光太阳电池温度过高等一系列问题,提出了基于大面积碟式聚光的高性能全太阳光谱利用技术。具体研究内容如下:（1）针对碟式太阳能高倍聚光系统,对聚光光伏光热综合利用技术进行了研究。建立了聚光电池阵列的理论模型,对其发电性能进行了分析。在未加入任何有效散热结构时,聚光电池阵列温度范围为578℃96℃,远超过聚光太阳电池的正常工作温度。通过优化聚光太阳电池的散热结构,以保证聚光太阳电池工作温度低于38℃,保证其正常工作的同时废热也得到了合理利用。（2）针对传统光伏发电对农业造成的影响以及目前太阳能辅助照明温室大棚太阳能量综合利用效率低等问题,提出了将聚光光伏与农业相结合的方案。构建了基于碟式聚光的光伏农业利用模式的理论模型,并且对基于该技术的应用系统设计与实现进行了研究。针对植物生长特性对光源波长、强度、光周期等关键参数的要求,对空间光谱分离方案进行了设计,以同时满足植物生长和光伏发电的要求,并拟定了具体实现方案。通过对系统各功能单元性能的模拟优化,针对适合我国主要农作物生长条件提供了太阳光分光系统的设计依据,提出了一种利于农作物生长的光伏农业综合应用模式。（3）针对目前太阳能照明技术的应用,提出了基于碟式聚光的太阳能照明-发电互补的利用模式。建立了理论模型并设计出合理的空间光谱分离薄膜,以及与光学薄膜相匹配的系统结构和具体实现方案。对系统在不同光照强度、不同环境等情况下的性能进行了仿真模拟与对比分析,结果表明该系统满足全天照明的基本规定要求,模拟使用具有较好的效果,并有高达40%的太阳能利用率。

关键词：碟式反射聚光全太阳光谱利用光伏光热一体化光伏农业太阳能照明

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太阳能光伏模板冷却方式的研究

太阳能光伏模板冷却方式的研究

作者：安文韬华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

光伏电池的光电转换效率与硅电池自身的温度成反比,本文引出了光伏光热一体化(PV?T)系统,即通过在电池背面铺设流体通道带走热量以降低电池温度。本文对光伏光热一体化系统的两种主要模式:水冷却型和空气冷却型系统的工作原理和系统模... 详细信息

光伏电池的光电转换效率与硅电池自身的温度成反比,本文引出了光伏光热一体化(PV?T)系统,即通过在电池背面铺设流体通道带走热量以降低电池温度。本文对光伏光热一体化系统的两种主要模式:水冷却型和空气冷却型系统的工作原理和系统模型进行了理论介绍,并且通过计算对比验证了光伏光热一体化系统在有效抑制光伏电池温度上升上体现出的优势。本文设计了两种光伏模板一体化方案,以其中较好的方案来搭建实验台,得出光伏模板的温度随辐照强度、光照时间、水流速及水温的变化特性,并绘成图谱,分析得出在不同光照条件下,各种因素对温度的影响程度。

关键词：光伏光伏光热一体化冷却

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高倍聚光光伏冷热电联供示范系统研究

高倍聚光光伏冷热电联供示范系统研究

作者：曹可中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)

学位级别：硕士

化石能源的大量使用导致严重的环境问题,太阳能作为一种安全、丰富、环保的可再生能源,是目前发展前景较为广阔的清洁能源之一。聚光光伏光热一体化利用技术既可以通过太阳电池光电转换提供电能,同时可以通过冷却电池回收热能进行余热... 详细信息

化石能源的大量使用导致严重的环境问题,太阳能作为一种安全、丰富、环保的可再生能源,是目前发展前景较为广阔的清洁能源之一。聚光光伏光热一体化利用技术既可以通过太阳电池光电转换提供电能,同时可以通过冷却电池回收热能进行余热利用。然而目前聚光光伏光热一体化利用技术仍然存在着电池控温和系统优化的问题,本文针对这两个问题,围绕高倍聚光光伏冷热电联供系统开展了实验和理论研究,主要内容和结论如下:设计开发了高倍菲涅尔式聚光光伏光热模组单元。通过光伏组件能量传递过程,从菲涅尔透镜聚光过程、太阳电池光电转换过程和热能传递过程构建了理论模型,并搭建了单模组箱光伏光热系统实验台进行实验测试,对理论模型进行验证,理论和实验结果保持良好一致。同时,实验测试单模组箱实验系统性能,并对系统影响因素进行分析。实验结果表明:系统发电效率为26.2%,太阳能综合利用率为75.4%,且冷却水流量对系统性能影响较大,需对系统依据不同工况制定不同的控制策略。通过大量模组单元的集成,搭建了100 kW级高倍聚光光伏冷热电联供示范系统。系统包括500倍菲涅尔式聚光光伏光热模块、水冷式余热回收利用模块、相变储热模块、溴化锂吸收式制冷模块,系统发电用于充电桩,回收余热在夏季用于溴化锂制冷机组制冷,冬季直接用于供暖。之后对系统进行实验测试,测试结果表明,系统发电功率可达10-15 kW,发电效率达26%以上,太阳能综合利用率在75%以上。系统设计相变温度为85℃相变蓄热器,吸放热温差10℃以内,蓄热量达360 MJ,制冷功率在15 kW以上,COP在0.75以上,实现了太阳能冷热电联供技术从实验室模型走向规模化应用的突破。最后,针对高倍聚光光伏冷热电联供示范系统,为聚光光伏模块、聚光光热模块、余热利用模块等分别构建理论模型,通过系统循环联系在一起建立系统稳态运行理论模型,并提出了模型求解和寻优方法,并对理论模型进行验证。依据示范系统理论模型寻优方法,从正常稳态运行、供电需求和余热利用需求分别对系统进行优化调控,优化后的系统性能均有较大提升,优化效果显著。本研究对太阳能冷热电联供技术从实验室模型走向规模化应用具有借鉴意义。

关键词：聚光光伏光伏光热一体化冷热电联供传热强化热力学优化吸收式制冷菲涅尔聚光

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太阳能热电一体化监控系统的开发与研制

太阳能热电一体化监控系统的开发与研制

作者：张道营大连理工大学

学位级别：硕士

目前,地球人口已经超过70亿,并且每年增长约1.5%,巨大的人口压力导致能源问题成为当代人乃至后代人必须解决的问题。如今以化石燃料为主的火力发电占据世界能源体系的核心地位,但是其潜在后果十分深远。与传统能源相比,太阳能作为可再... 详细信息

目前,地球人口已经超过70亿,并且每年增长约1.5%,巨大的人口压力导致能源问题成为当代人乃至后代人必须解决的问题。如今以化石燃料为主的火力发电占据世界能源体系的核心地位,但是其潜在后果十分深远。与传统能源相比,太阳能作为可再生清洁能源,已经成为能源结构中的重要一环。越来越多的国家通过了可再生能源组合标准(RPS),即按计划逐年提高可再生能源在能源结构中的比例。本文以大连半导体产业园为背景,借助国内外最新出现的“光伏光热一体化(PV/T)”概念,研究了光伏光热一体化监控系统的设计与开发。本系统采用内嵌微热管控温阵列的光伏组件作为基础结构,进行了能源转化创新性设计,该设计将产出的电能供给系统,将制备的热水作为空调系统低位热源为系统制热并提供生活热水。该创新性应用做到了真正意义上的光伏光热联产,实现了对能源的合理分配和高效利用。本文给出了光伏光热一体化系统的设计参数,阐述了完备的整体设计方案,包括器件选型、软件的开发等。本系统采用了SIEMENS公司生产的S7-300系列PLC作为现场控制设备进行逻辑控制程序的开发,采用了亚控公司生产的组态产品“组态王”作为过程控制设备开发程序进行光伏光热一体化监控系统的]HMI(Human Machine Interface)界面开发。通过对PLC控制程序和组态王监控界面的联调,实现了数据采集、实时监测、远程控制、报警监测等功能。PLC控制程序可以完整实现系统工艺要求,组态王监控界面可以完整监视整个工艺流程,完成了系统设计规划和设计要求。

关键词：光伏光热一体化可编程序控制器组态监控系统