太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)研究.pdf

1、太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是太陽能熱電綜合利用的另一種途徑,具有理論效率高,輸出電功率密度高,可靠性高,無污染等優(yōu)點,具有廣闊的應(yīng)用前景。本文主要對太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計、數(shù)值模擬與實驗研究,以提高系統(tǒng)的效率。
　　 ⑴對系統(tǒng)的聚光器、太陽自動跟蹤器、輻射器、濾光器、散熱器等部件進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,初步確定了各部件的結(jié)構(gòu)尺寸。
　　 ⑵基于熱電綜合利用效率,建立了太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的傳熱模型,采用離散變量

2、網(wǎng)格法,對系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計,得到了系統(tǒng)各部件的最佳設(shè)計尺寸,分析了各部件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明:增加聚光器的開口半徑和聚光比,可以有效提高系統(tǒng)的熱電綜合利用效率;輻射器的內(nèi)半徑及高度對系統(tǒng)的熱電綜合利用效率的影響,存在一個最佳值;增加濾光器定位圓半徑不利于提高系統(tǒng)的發(fā)電效率和熱電綜合利用效率,但有利于提高熱效率;增加散熱器內(nèi)核的內(nèi)壁面半徑基本不影響系統(tǒng)的效率。
　　 ⑶基于FLUENT軟件,建立了系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換

3、器的數(shù)值模型,并對其進行了數(shù)值模擬,分析了氣候參數(shù)及各部件的性能參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明:提高太陽輻射強度、聚光器的表面反射率及采集因子、玻璃蓋的透射率均能有效提高系統(tǒng)的效率;氣溫及風速的增加基本不影響系統(tǒng)的發(fā)電效率,但對熱效率及熱電綜合利用效率造成了一定的影響;提高輻射器的發(fā)射率反而不利于提高系統(tǒng)的發(fā)電效率,但有利于提高熱效率及熱電綜合利用效率;增加散熱器入口水溫不利于提高系統(tǒng)的效率;增加散熱器的入口流速可以提高系統(tǒng)的發(fā)電效率,

4、而熱效率及熱電綜合利用效率先增大后減小,存在一個最佳流速。
　　 ⑷對太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實驗裝置進行了加工與改進,通過實驗分析了運行工況對系統(tǒng)性能的影響,并與數(shù)值模擬結(jié)果進行了對比,分析了系統(tǒng)白天的運行性能,并與太陽能熱光伏系統(tǒng)的實驗結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明:實驗結(jié)果與數(shù)值結(jié)果的變化趨勢基本吻合,但存在一定的偏差;與太陽能熱光伏系統(tǒng)相比,太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)有助于提高輻射器溫度和熱水溫度,且有效提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率、