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太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的可行性分析 第10卷第6期 2010年12月 制冷与空调 REFRIGERAT10NANDAIR—CONDIT10NING 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的可行性分析 杨双刘忠宝D马清波D刘挺 (北京工业大学)(中国家用电器研究院) 摘要太阳能光伏利用技术能够有效解决环境污染和能源紧张的问题.本文介绍太阳能光伏直流蓄冷 冰箱系统的组成及原理,该系统综合太阳能光伏制冷技术,直流变频技术以及相变蓄冷技术的优点,阐述太 阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的技术经济可行性及应用前景. 关键词太阳能光伏制冷;相变材料;蓄冷;直流冰箱 FeasibilityanalysisofsolarphotovoltaicDCrefrigeratorsystemwithmidstorage YangShuangLiuZhongbaoMaQingboLiuTinga (BeijingUniversityofTechnology) .(ChinaHouseholdElectricApplianceResearchInstitute) ABSTRACTSolarphotovoltaic(SPV)technologycaneffectivelysolvetheenvironmental pollutionandenergyshortages.Introducesthecompositionandprincipleofthesolarpho?tovoltaicIX;refrigeratorsystemwithcoldstorage.andthesystemintegratesSPVrefrige?rationtechnology,DCinvertertechnologyandphasechangecoldstoragetechnology.Ex?poundsthetechnicalfeasibilityandapplicationsoftheSPVDCrefrigeratorsystem. KEYWORDSsolarphotovoltaicrefrigeration;phasechangematerial;coldstorage;DCre?frigerator 我国是冰箱的生产大国同时也是冰箱的使用大 国.据统计,2007年我国冰箱年产量为4397.13万 台,其中冷冻箱为1064.78万台;电冰箱出口额为 41.79亿美元,与2008年同比增长31,出口额占 家电出口总额的12.2008年,我国冰箱产量近 5000万台.冰箱在给人民生活带来便利的同时, 消耗了大量电力资源,对环境造成的污染也越来 越严重. 随着石油,煤,天然气等不可再生能源的消 耗,环境问题和能源紧张问题日趋严峻.人们逐 渐将目光投向风能,水能,生物质能,太阳能等可 再生能源的利用.太阳能是其中应用最为广泛的 能源,清洁安全,是全球普遍推广的环保能源.此 外,中国许多偏远地区和游牧民族地区由于缺电 而无法实现使用电冰箱来保存食品以及必要的卫 生疫苗用品等,给其生产生活带来了极大的不便. 但是这些地区大多处于太阳能资源丰富的区域, 收稿日期通信作者:杨双,Email:pna—yangshuang@emails.bjut.edu.cn 这就为太阳能光伏冰箱的应用推广奠定了基础. 将直流变频技术和高效潜热相变蓄冷技术应 用于太阳能光伏冰箱系统,能够更大程度地延长 冰箱的使用寿命,提高能源利用效率.目前市场 上还没有太阳能光伏直流蓄冷冰箱的产品出现, 国内外相关的研究也不多见.但是,随着光伏发 电,直流变频等相关技术的Et趋成熟,太阳能光伏 直流蓄冷冰箱系统将具有深刻的研究意义,也将 以其独特的优势开辟出广阔的应用市场. 1太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的组成及原理 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统主要由太阳能 光伏电池,蓄电池,控制器,低压直流变频冰箱以 及蓄冷部件等构成,其结构如图1所示. 白天太阳能辐射充足时,由太阳能电池板接 收太阳辐射能,将其转化为直流电输出,直流电驱 动直流变频压缩机运行,使冰箱制冷系统工作. 同时,多余的电能存储到蓄电池中,控制器可实现 第6期杨双等:太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的可行性分析?69? 图1太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统结构示意图 蓄电池的过充电,过放电保护,在实现光伏直流制 冷系统可靠运行的同时,也可以延长蓄电池的使 用寿命.此时,蓄冷介质以冷负荷的形式存在,发 生相变贮存冷量.当夜间或阴雨天气太阳能辐射 不足时,蓄冷介质发生相变释放潜热能,保证冰箱 保冷时间以及贮藏温度的要求.此外,当蓄冷介 质的冷量释放完毕,太阳能光伏发电系统仍然不 能够满足冰箱压缩机运行要求时,则由蓄电池供 电,驱动直流变频压缩机运行. 2技术可行性分析