双轴跟踪和单轴南北向跟踪CPV/T系统的热电性能研究STUDY ON CPV/T SYSTEM WITH DUAL-AXIS TRACKING AND SOUTH-NORTH SINGLE-AXIS TRACKING
黄晔,张高明,高峰,刘志兵,王泽昕,魏进家
摘要(Abstract):
分别搭建了采用双轴跟踪和单轴南北向跟踪这2种跟踪方式的聚光光伏光热(CPV/T)系统实验平台,并对不同跟踪方式下的系统的热、电性能进行了测试。在实验条件基本相同的情况下进行了多次测试,结果表明,双轴跟踪CPV/T系统的平均光电转换效率和平均光热转换效率分别为13.0%和52.6%,均高于单轴南北向跟踪CPV/T系统的11.1%和51.5%。同时,通过分析能量传输方式,分别建立了预测采用2种跟踪方式的CPV/T系统热、电性能的理论模型;将实验条件代入理论模型的计算结果表明,与实验平台的测试结果相比,理论模型计算得到的光电转换效率值的最大相对误差为3.6%,光热转换效率值的最大相对误差为2.5%,相对误差均在5%以内,由此验证了理论模型的准确性。利用理论模型对双轴跟踪CPV/T系统进行了能量核算,提出了减少能量损失、提高系统效率的方法。
关键词(KeyWords): CPV/T;电性能;热性能;光热转换效率;光电转换效率;跟踪方式
基金项目(Foundation): 陕西省2017年重点研发计划项目(2017ZdXM-GY-017)
作者(Author): 黄晔,张高明,高峰,刘志兵,王泽昕,魏进家
DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20200307.01
参考文献(References):
- [1]HELMERS H,KRAMER K.Multi-line ar performance model for hybrid(C)PVT solar collectors[J]. Solar energy,2013,92:313-322.
- [2]BAIG H,SARMAH N,HEASMAN K C,et al.Numerical modelling and experimental validation of a low concentrating photovoltaic system[J].Solar energy materials and solar cells,2013,113:201-219.
- [3]CHEN H,JI J,WANG Y,et al.Thermal analysis of a high concentration photovoltaic/thermal system[J].Solar energ,2014,107:372-379.
- [4]金祝岭,季杰,徐宁,等.一种菲涅尔式高倍聚光光伏光热系统的实验研究[J].太阳能学报,2018,39(1):69-75.
- [5]丁超,郭铁铮,邹颖,等.双V型低倍聚光光伏设计及经济性分析[J].机电工程技术,2018,47(5):102-106.
- [6]刘亚雷,张红,许辉,等.CPC型聚光光伏光热系统的性能分析[J].可再生能源,2011,29(1):1-5.
- [7]吴小龙,舒碧芬,连榕海,等.V形槽式低倍聚光光伏光热一体化组件性能[J].科学技术与工程,2018,18(13):191-199.
- [8]孙健,王艳香,施明恒.复合抛物面聚光太阳能PV/T系统的实验研究[J].太阳能学报,2012,33(1):86-91.
- [9]PROELL M,OSGYAN P,KARRER H,et al.Experimental efficiency of a low concentrating CPC PVT flat plate collector[J].Solar energy,2017,147:463-469.
- [10]XIE H,WEI J,WANG Z,et al.Design and performance research on eliminating multiple reflections of solar radiation within compound parabolic concentrator(CPC)in hybrid CPV/T system[J].Solar energy,2016,129:126-146.
- [11]RABL A,OGALLAGHER J,WINSTON R.Design and test of non-evacuated solar collectors with compound parabolic concentrators[J].Solar energy,1980,25(4):335-351.
- [12]SU Y,RIFFAT S B,PEI G.Comparative study on annualsolar energy collection of a novel lens-walled compound parabolic concentrator(lens-walled CPC)[J].Sustainable cities&society,2012,4:35-40.
- [13]杨世铭,陶文铨.传热学(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2006:246-252.
- [14]曲航,于晓,赵军.槽型抛物面太阳能电站选址要素——太阳辐射的研究和模拟分析[J].鲁东大学学报(自然科学版),2009(1):78-84.