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第27卷第1期 太阳能7学报 V01．27．No．1 2006年1月 AI：TAENERGIAESOLARISSINICA Jm．，2006 PV／T电、热联产系统在理想条件下的性能简化分析 葛新石，叶 宏 (中国科学技术大学热科学和能源工程系，合肥230027) 摘要：对Ⅳ，T电、热联产系统的输出性能作了简化分析，对不带玻璃盖板和带玻璃盖板的Ⅳ，T系统在一般风 转换效率要比带玻璃盖板系统的高出10％左右，但对风速为5“s的情况，其热能输出已微乎其微。分析结果还表 明，在两种风速条件下，带玻璃盖板的Pv胛系统的可用能(b嘲影)转换效率露∑捌均高于不带玻璃盖板的Pv『T系 统。 关键词：Pv佃系统；玻璃盖板；第二定律效率 中图分类号：哪!3．2 文献标识码：A 体，节省了器材和安装费用；③与分置的光伏发电装 0 引 言 置和集热器相比，节省了占地面积和空间。但必须 光伏发电系统在运行过程中光伏电池温度的升 强调指出：电能是高级能，而热能是低级能，光伏发 高会导致输出功率减少。因此，必须藉自然对流或 电装置与相同面积的集热装置相比，价格相差很大。 受迫对流利用空气或水对光伏板进行冷却，以减弱 所以，PV丌系统的设计，居于首位的指导思想应是 其温升。不同类型的光伏电池的转换效率与工作温 设法提高光伏发电的效率，获得更多的电能，以缩短 度之间的关系并不相同。NIST(美国国家标准和技 发电系统投资的回收期。对光伏板进行冷却而得到 术研究所)的对比实验研究表明，单晶硅、多晶硅及 的热能，是品质较低的“副产品”，采取专门措施获得 硅膜电池板的背面有隔热层时转换效率低(也即效 高温热能未必完全合理。相当多的研究者为获得较 率随温度的升高而降低)，而非晶硅电池则相反，其 高温度的热能在Pv／T系统的光伏板上添置了玻璃 效率随温度的升高而增高n]。文献[2]在论述复合盖板b’7剖，有的甚至研究带两层玻璃盖板(两层玻 光伏／热能(Pv／T)系统时指出，对于非晶硅光伏电池璃之间为空气隔热层，下层玻璃与光伏板之间为冷 板，流过电池板背面的空气受热后可以供热，且热空 却水流道等不同方案)的结构¨0|。本文基于简化的 气被使用后可循环地再次流过光伏板受热。为获得 模型，对有玻璃盖板和无玻璃盖板的Pv行系统的性 最多的太阳辐射，总是将光伏板置于最佳倾角，在较 能作了比较分析。 高的环境温度下若不采取冷却措施，光伏电池的工 1无玻璃盖板的P、ⅣT系统 作温度通常会达到60。80℃[3J。光伏发电系统在运 行过程中电池板的温度与通风、散热、电池板的物 图1为无玻璃盖板的Pv／T结构示意。表l给 性、环境温度及日照密度等参数之间关系的理论和 出了各层的厚度和相关物性b’10|。图2为Pv／T系统 实验研究已经成为重要的研究课题H删。 的能流守恒示意，图2中符号的含义分别为：G—— 水作为传热介质冷却光伏板的效果优于空气。 投射在Pv／T系统单位面积采光面上的太阳辐照功 率，W／m2；R+G——单位面积光伏板反射掉的太阳 不论以水或空气冷却光伏板，都可同时获得电能和 辐照功率，w／岔；R。——光伏板对太阳辐照的有效 热能，使光伏发电系统具有电热联供的功能，因此简 反射率；A+G——单位面积光伏板的吸收面吸收的 称为Pv／T系统。这种系统具有下述优点：①防止光 太阳辐照功率，w，m2；A+——光伏板对太阳辐照的 伏板在高温下运行；②将光伏板和集热器结合成一 收稿日期：2004．10J。8 万方数据万方