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太阳能光伏光热
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{| class="wikitable" align="right" |- |<center><img src=http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20181018/b3b42683787144de9af36baa89895ae1.jpeg width="300"></center> <small>[https://www.sohu.com/a/260341992_818114 来自 搜狐网 的图片]</small> |} '''太阳能光伏光热'''太阳能光伏光热(PVT)组件及系统技术应用案例,建筑能耗已占我国社会终端能源消耗总量近1/3,并随着人们[[生活]]水平的提高以及城市化进度的加速,该比例将持续攀升,是未来我国最具有[[节能]]潜力的领域之一。 ==一、背景== 各类建筑均是太阳能资源利用的良好载体,通过合理布置[[太阳能]]利用装置,可实现建筑的供电、供热、制冷、热水等需求供应,极大程度上减少常规建筑电力和化石能源消耗,从而达到绿色近零能耗的低碳建筑目标,推动我国社会能源结构转型。基于太阳能光伏光热(PVT)组件的分布式热电能源系统能够很好的满足建筑用能需求,具有广阔的应用前景。 太阳能光伏光热(PVT)组件根据集热介质的不同可分为水、[[空气]]、制冷剂等为工质的PVT组件。太阳能PVT热泵系统可分为间接式和直接式。太阳能光伏光热组件可以实现太阳能光电光热综合利用,是提高太阳能综合利用效率的有效方法,且其设计灵活,可以应用在不同的情形中,达到高效节能的运行效果。以水、空气等显热集热方式的PVT组件存在集热、发电效率低,温度均匀性差等问题,主要用于间接式太阳能PVT热泵系统;而以制冷剂等潜热集热方式的PVT组件存在流动分配不均匀,温度均一性较低等问题,主要用于直膨式太阳能PVT热泵系统。因此针对不同系统需进行优化[[设计]],解决以上问题从而实现系统高效的热电联产。可有效提高能源结构中可再生能源占比,实现绿色节能低碳<ref>[https://www.sohu.com/a/455673997_120675170 低碳是种态度 ],搜狐,2021-03-15</ref>的热电输出。 ==二、应用案例== ===1. 项目概述=== 所开发的高效均流低阻的太阳能光伏光热(PVT)组件已成功应用于中型太阳能PVT热泵热电联产系统,实现屋顶光伏光热综合利用,达到高效热电输出。以上海地区屋顶太阳能PVT热泵系统为例,该示范系统采用10P热泵主机匹配24片太阳能光伏光热组件,发电功率达8kW,集热功率达44kW,系统COP(性能系数)达6以上,并输出55℃以上热水。在辐照条件良好的工况下,采用的太阳能[[光伏]]光热组件相比于单一的光伏组件,工作温度降低达30℃以上,有效提高发电效率达10%以上。 ===2. 主要效益=== (1)提高分布式光伏电站的发电收益:采用太阳能光伏/光热技术,可有效提高光伏组件的发电[[效率]],在目前分布式光伏电站的基础上,提高10%左右的电力收益,改善整体系统的经济性。 (2)提高太阳能综合利用技术水平:目前太阳能分布式应用主要由屋顶光伏和屋顶光热两种形式,甚至在屋顶面积不足的情况下,存在光伏和光热争屋顶面积的窘况。采用太阳能光伏/光热技术,可实现光伏和光热的同时综合利用,大幅提高[[太阳能]]综合转换效率,同时屋顶可实现发电和供热联产,提高了建筑屋顶利用率。 (3)有助于城市能源结构转型:不仅可在既有的光伏电站基础上进行改造,也可以新布置光伏/光热组件,从而提高城市太阳能综合利用率,实现光伏分布式能源技术升级和效益提升,进而提高[[可再生能源]](尤其是太阳能)在社会能源结构中的占比,推动城市能源结构转型。 (4)减碳能力显著:太阳能PVT热泵系统的减碳能力显著,在满足一户居民用电用热需求的情况下,相较于传统市电+电加热的模式,可减少可减少88.59%的CO2排放量。采用该系统后,单户年均CO2排放量仅为0.57吨。此外,太阳能PVT组件相比于传统的光伏组件,其固碳能力得到大幅提升,在全[[生命]]周期下,一平米PVT固碳能力为3.1吨,较传统光伏组件提高53.2% ==三、技术要点== ===1. 光伏光热组件热效应及电效应的能量耦合特性。=== 阐明光伏光热组件结构内的相互热影响机制,深入分析光伏光热组件内部产热机理及集热器高效集热方式。此外,针对性的建立了评价体系,用于评估太阳能光伏光热组件的性能,包括动力学评价指标:分流均一性、板内压力损失、失速区比例;[[热力学]]评价指标:集热效率因子、热迁移因子、表面温度均一性。 ===2. 光伏光热组件的高效热电联产机制。=== 提出光伏光热组件热调控方法,实现光伏组件的有效温度控制,可大幅降低光伏组件工作温度从而提高发电效率。此外,提出吹胀式集热器单元化流道结构设计和组合方法,用于优化太阳能光伏光热组件的集热、[[发电]]、以及流动性能。采用分区设计冷却结构方式,优化流道内流量分配情况。 ===3. 太阳能PVT热泵的动态控制策略。=== 开发基于神经网络的动态预测和控制策略,根据所分析的环境条件如辐照强度、[[环境]]温度、风速等,进行系统动态性能的预测,从而提前调节系统运行参数,达到最高的集热、发电效率。 ==四、应用前景== 2021年15部门联合发布的《住房和城乡建设部等15部门关于加强县城绿色低碳建设的意见》指出“加强县城绿色低碳建设,是贯彻新发展理念、推动县城高质量发展的必然要求”。[[太阳能光伏]]<ref>[https://www.sohu.com/a/295152323_466936 光伏知识小科普 让你更了解光伏发电] ,搜狐,2019-02-16</ref>光热(PVT)组件及太阳能PVT热泵热电联产系统,在建筑节能领域有极大的贡献,在全国推广可再生能源利用的背景下,该系统可有效满足居民用电用热需求。并且该系统节能、减碳能力显著,绿色节能高效地提供高品位热能和电力,有效缓解我国碳排放压力,为我国双碳政策的落实提供具有前景的技术方案。 ==参考文献== [[Category:500 社會科學類]]
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