【摘 要】
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太阳能光伏/热(photovoltaic/thermal,PV/T)集热器是将太阳能光伏组件与传统平板太阳能集热器组合起来,能够同时产生电能和热能的一种集热器。与单独的太阳能集热器和光伏模
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太阳能光伏/热(photovoltaic/thermal,PV/T)集热器是将太阳能光伏组件与传统平板太阳能集热器组合起来,能够同时产生电能和热能的一种集热器。与单独的太阳能集热器和光伏模块相比,PV/T集热器可以提高太阳能的转换效率。PV/T热水系统是常见的太阳能综合利用技术,由PV/T集热器和水箱通过管路连接组成。当PV/T热水集热器系统停止运行时因水管内的水无法全部排空,在冬季夜晚容易发生冻结破坏水管,且PV/T集热器在温度较高时,会产生较多热损失导致光热效率下降。本文提出一种真空玻璃盖板PV/T集热器,利用真空玻璃的保温隔热性能提高PV/T集热器的防冻能力,减少热损失。主要工作内容如下:设计并搭建了真空玻璃盖板PV/T热水系统的实验平台,同时建立了单层玻璃盖板PV/T热水系统进行对比实验研究。通过对比两种PV/T集热器白天运行时的光电光热性能、部件温度的差距,以及两种PV/T集热器夜晚降温情况,得出真空玻璃盖板对PV/T集热器性能的影响。主要的实验结果为:(1)由于真空玻璃的保温隔热作用,真空玻璃盖板PV/T集热器相对于单层玻璃盖板PV/T集热器来说其热效率和综合效率更高,顶部热损失大幅减少。(2)真空玻璃盖板PV/T集热器夜晚降温的起始温度较高,降至最低温度的时间推迟1.5-2个小时。建立了真空玻璃盖板PV/T集热器的理论模型,并用测得的实验数据对模型进行验证。利用理论模型对比研究了真空玻璃盖板与单层玻璃盖板PV/T集热器在寒冷天气白天的光电光热性能和部件温度。模拟结果表明:在寒冷季节,真空玻璃的保温隔热优势更突出,真空玻璃盖板PV/T集热器综合效率的提升较春季实验结果更明显。真空玻璃盖板PV/T集热器较适用于寒冷季节或者寒冷地区。
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