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基于光伏组件改造的太阳能热水系统试验分析 出柰套凿套蓑嚣萼萎喜茎主萎耋萎山东省园艺机械与装备重点实验室 _李昭刚张传洋+。’…”’”…1。 摘 要：基于3kW农村住宅分布式光伏发电系统，在现有的太阳能光伏组件上加装太阳能热水系统并 测试其供热系统性能，可为生活中已有的光伏发电系统提供一个供热系统改装的可行性方案设 计，而无需重新购买新的光伏／光热组件，降低成本。 关键词：光伏组件：太阳能热水系统；性能分析 0引言 球接收的太阳辐射能量平均量来看，太阳总辐射 太阳能资源作为清洁、安全、取之不尽的可 只占到达地球大气外层太阳辐射的45％。地球表 再生能源，是所有可再生能源中最为丰富的一种。 面吸收的太阳辐射中的大部分又通过辐射的方式 太阳释放的能量达3．8x1023kW，其中二十亿分 传递给大气，小部分的太阳辐射则被地球表面所 之一的辐射能量到达地球，而这些辐射中，只有 吸收。地面的辐射能力由地表的温度来决定，辐 60％的能量到达地球表面【l】。 射能力受辐射体温度的影响而变化，白天地面温 在太阳能资源的利用中，太阳能光伏发电系 度较高，地面辐射较强；夜间地面温度较低，地 统占据很大部分，照射到太阳电池板上的辐射能 面辐射较弱【3]。太阳辐射示意图如图l所示。 量有80％以上转化为热能，这部分热能会影响 光伏系统的发电效率【2】，对于产生的这部分热能 可以进行充分利用。 本文是在已有光伏组件的基础上，利用在光 伏组件面板上产生的热能，进行太阳能热水供应 图1太阳辐射不意图 系统的改造，通过对热水供应系统的性能分析， 为生活中已有的太阳能光伏发电系统提供可行性 1．2山东省环境概况 的热水系统改造方案，从而节省成本。 山东省的太阳能资源年总辐射量在4488～ 5692 MJ／m2之间；气候属暖温带季风气候类型， 1太阳辐射相关知识 年平均气温约在13℃；光照资源充足，日照时 1．1太阳辐射简介 间季节分布特点为春季最多、冬季最少，光照时 太阳辐射是地球表层能量的主要来源，从全 h【4】。 数变化范围为2200～2800 收稿日期：2015-06—10 基金项目：山东省教育厅(J12LN01)，山东省泰安市科技发展计划项目资助 SOLARENERGY02／2016 2太阳能光热试验装置选型 2．1太阳能集热器的选型 ／姗桃 市场上集热器的种类较多，主要有平板集热 I／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／l ·一导热胶 器和联集管集热器两大类。其中，联集管集热器 ＼ 、集热管 主要分为真空直流热管集热器、U型管集热器、 图2集热器结构不意图 热管集热器等种类，而在我国，则以真空管集热 3．2试验装置结构 器应用为主[5】。在综合分析集热管价格、材质、