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【论文精选】太阳能环路热管热水系统的光电光热性能

农业工程学报2018-06-21 19:08:35


《农业工程学报》2018年第34卷第7期刊载了燕山大学李洪、侯平炜和孙跃的论文——“太阳能光伏环路热管热水系统光电光热性能试验”。该研究由河北省自然科学基金青年基金项目(项目号:E2015203166)等资助

传统的太阳能热水器按结构可以分为真空管式和平板式两种类型。传统真空管式太阳能集热器集热效率较高,但存在易泄露、易损坏等问题,难以实现太阳能建筑一体化。传统平板式太阳能热水器在寒冷地区存在冬季结冰、集热效率较低等问题。

 

热管是一种高效的两相传热装置,在电子、航空等领域有着广泛的应用。环路热管作为一种特殊结构的热管,可以将热量传递几千米甚至几十千米的距离。


将环路热管用于太阳能的采集和运输还处于研究阶段,而传统的光伏光热利用技术(PV/T)已日臻完善。一些学者发现,将环路热管与太阳能PV/T技术相结合的供热系统,其光热、光电转换效率较传统的太阳能PV/T系统均有所提升。

 

该文自主设计了一套应用于寒冷地区的太阳能光伏环路热管热水系统,可以解决传统平板式太阳能热水的防冻问题。当太阳辐照较为充足时,系统在运行环路热管模式之后,水温即可达到用户需求,不需消耗电能;阴雨天气时,环路热管模式下系统的运行性能不佳,需使用电加热方式使水温达标。


典型工况的试验研究表明,该系统的光热、光电效率均与传统的太阳能PV/T系统可比。充注量影响的试验研究结果表明,在合理范围内增加系统的工质充注率,有利于提高系统的可用能效率,但不利于提高系统的能源效率。


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