21

5 PV/T 装置光热性能的测试 22

5。1 实验目的 22

5。2 实验流程 22

5。3 实验结果分析 23

5。4 结论 26

6 PV/T 装置光伏光热综合性能的测试 27

6。1 实验目的 27

6。2 实验流程 27

6。3 实验结果分析 27

6。4 结论 44

7 PV/T 装置市场应用潜力 45

7。1 现阶段太阳能应用的案例 45

7。2 应用发展趋势 46

8 总结与展望 48

8。1 全文总结 48

8。2 下一步工作 45

致谢 49

参考文献 50

1 绪论

1。1 课题背景及其意义

随着化石能源在各方面的广泛使用,在能源问题日益严重的现在,我国的电 力能源结构依旧还是以火电为主,占整体的 70%以上。《能源发展战略行动计划

(2014~2020 年)》提出,我国 2020 年前,在能源结构方面要降低煤炭消费比重, 适度发展天然气发电,安全发展核电,大力发展可再生能源。其中对太阳能发电 要求到 2020 年,光伏装机达到 1 亿千瓦左右,光伏发电与电网销售价格相当。同 时提高可再生能源利用水平,科学安排调峰、调频、储能配套能力,切实解决弃 风、弃水、弃光问题。

太阳能是由太阳内部核聚变产生的能量,通过热辐射的形式到达地球。地球 轨道上的平均太阳辐射强度为 1369W/m²,在海平面上的标准峰值强度为 1kW/m², 所以太阳能是一种近乎永续且储量巨大的可再生能源。而相对来说化石能源的储 量在几十到两百多年不等,且中国的储量远低于国际平均水平。

人类对太阳能的利用主要体现在光伏和光热两方面,太阳能尽管十分丰富, 现今的利用效率却并不高,太阳能热利用的效率能够达到 60~70%,但得到的能源 品位通常不高,而能够得到高品位能的太阳能光伏发电,其转换效率低于 20%, 因此,如何提高太阳能利用效率,以及充分发挥太能的优势成为当今十分重要的 课题。

目前,太阳能光伏发电的利用效率比较低,有相当大比例的太阳能没有利用 上而直接被浪费掉。标准条件下太阳能晶硅电池转换效率约为 12~16%,即照射到 电池表面上的太阳能的大约有 80% 左右能量将会转化成为热能,从而造成电池温 度升高,导致电池光电转化效率下降。在夏季,如不采取降温措施光伏电池板的 温度通常能够达到 70~80℃,对于硅电池而言,工作温度每升高 1℃,光电转换 效率下降 3~5‰,因此有必要采取措施对光伏板进行降温,同时将多余热量加以 回收利用。若在 PV 板中用空气或者水来作载热介质带走光伏电池模块上的热量, 经过加热后被用作采暖或是供给热水系统,同时降低电池板的工作温度,提升光 电效率,这种利用方式将大大提高太阳能的综合利用效率。因此,将光伏与光热 结 合 起 来 的 能 量 综 合 利 用 系 统 —— 太 阳 能 光 伏 光 热 一 体 化 ( solar energy photovaltaic thermal system,PV/T)应运而生。

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