PV/T 系统通过在光伏电池背面敷设换热管网,通过换热流体流动带走电池板 所吸收的热量,不仅可以降低光伏电池的温度,提高其光电转换效率,而且对流 体带走的热量加以有效利用,满足对低温热源有大量需求的工艺要求,以及作为 对温度有更高要求用途的初级热源,即达到对太阳能的光电光热同时利用,从而
提高太阳能的综合利用效率。PV/T 系统不仅提高了太阳能的综合利用效率,同时 得到电、热两种输出,而且光伏电池的温度有所降低,使其不再处于过高工作温 度下运行,提高了其使用寿命。与分离的光伏系统和集热系统相比, 太阳能电热联 用装置可以共用一些组件、降低系统成本、减少安装面积,有利于建筑美观。
1。2 国内外研究概况
1。3 发展趋势
1。4 课题研究内容
本课题的基本内容是利用太阳能光伏光热综合测试实验平台,对加工试制的 新型平板式 PV/T 一体化组件的光伏光热性能进行测试。具体如下:
1.提出在典型工况下新型平板式 PV/T 一体化组件的光伏转换效率、光热转 换效率和综合转换效率的实验研究方案。
2.以太阳能光伏光热(PV/T)综合测试实验平台为基础,通过所提出的实验 测试方案,完成包括太阳能电池的光伏转换效率测定,太阳能热水器的光热转换 效率测定,以及此 PV/T 一体化组件的综合转换效率的测定。
3.根据目前太阳能光伏光热一体化组件的加工工艺、成本及其与建筑一体化 的发展进程,结合课题的实验数据,在合理范围内对产品的设计方案或局部结构 进行改进,利于推进产品的市场化和商业化。
2光伏光热一体化装置
2。1PV/T 基本组成结构
光伏光热一体化太阳能平板集热器(如图 2-1 所示)是采用层压或胶粘的方式
将光伏板与传统的太阳能平板集热器(如图 2-2 所示)结合在一起,能够在同一面 积单元上实现发电与集热的双重功能,太阳能利用率要高于单一功能的太阳能模 块。
一般的光伏光热一体化太阳能平板集热器结构为:铝合金框架的最上层是高 透过率的玻璃盖板,能起到隔离外部灰尘和保护集热器内部不受雨雪冰雹的损害 的作用;盖板下面是吸收板,一般是蓝膜铝板,它能够吸收照射到其上面的 95% 以上的太阳辐射能,同时长波发射率可以低到 5%;盖板和吸收板之间有一层空气 腔,能够产生温室效应;如果将电池片层压到吸收板上面,则这块含有电池片和 吸收板的模块可以称之为光伏光热板;吸收板下面焊接有数根排管,吸收板吸收 的太阳光就是通过排管传到循环水中的;排管下面有一层保温棉,用来阻止集热 器背部的热量损失,保温棉还需要一块背板来支撑。
在光照条件下,当具有适当能的光子穿过半导体 P-N 结的时候。形成新的电 子、空穴对。由于 P-N 结内建的空间电荷电场的作用,光生电子、空穴对分离, 电子和空穴各自向 N、P 型半导体扩散,且最终汇集在电池两端,如果采用一根导 线将这两个电极连到一起,电荷会发生流动并产生电能, 即所谓的“光生电压”。 采用光电效应理论,半导体光伏电池在把光子的太阳能转换成电能后 并加以存 储,经过相关的电压调整,使电能满足各种需要的标准,来符合不同的需求。而 在光伏发电的同时,大部分的光子转换成了热量使光伏面板温度升高,此时借助 水泵让低于面板温度的水经由铺设在光伏电池下的铜管对流换热带走光伏面板上 的温度,为了不让光子产生的热能浪费,水会在保温管路、保温水箱以及平板式 PV/T 装置之间循环。