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采用铝微通道和非成像光学的超低成本太阳能光伏-热（PVT）集热器实验性能研究
摘要： 电力、空间供暖和热水是现代建筑的普遍需求。太阳能光伏/光热（PVT）技术非常适合以分布式和可再生方式提供这些能源，然而当前PVT技术的高成本仍是主要实施障碍——该技术与低成本独立光伏组件竞争屋顶空间。为降低成本，研发了一种新型太阳能PVT集热器：用低成本非成像光学元件替代传统封装材料，采用高导热效率的铝微通道替代板管式换热材料。使用SunPower硅太阳能电池制造的1.2平方米孔径原型机，在环境温度下实现57.4%热效率和12.3%电效率，最高（滞止）温度约80°C。据此推算，在5.5千瓦时/平方米/天的太阳能资源条件下，该PVT集热器每年每平方米可发电226千瓦时、产热603千瓦时，相当于减少1280千瓦时天然气消耗和183.8千克二氧化碳排放。其技术性能与现有商用PVT系统相当，但?？樵す莱杀靖停?1美元/平方米或0.54美元/峰瓦）。对比分析显示，该PVT集热器的安装资本成本仅为光伏+供热组合方案的85%，且仅需70%的屋顶面积。
关键词： 混合动力、光伏热、太阳能、热能、微通道、光伏、非成像
更新于2025-09-23 15:21:01
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1.5轴太阳跟踪聚光光伏系统的设计与性能
摘要： 本文报道了一种聚光太阳能光伏热（CSPVT）系统的设计与测试。该系统由光伏板、冷却系统、抛物面聚光器和太阳跟踪机构组成。光伏热（PVT）系统已是提升光伏板能效与发电量的有效技术，本研究通过引入聚光效应进一步优化性能，尤其显著提升发电量。不同于其他研究采用光伏板侧边平面镜的方案，本工作采用集成于面板支架的单抛物面反射器（聚光比1.3）。冷却系统同样与支架集成，使得特制太阳跟踪机构能整体转动组件，确保面板与反射器始终正对太阳，同时不影响相邻管道内的冷却液流动——这是本研究的创新点之一。我们采用垂直轴跟踪配合季节性倾角调节，故论文标题标注"1.5轴"。在开普敦南半球春季测试显示，相比同规格固定面板，该系统发电量提升达60.2%。我们还基于实验期实际气象数据开发测试了MATLAB程序，并使用软件内置典型气象年（TMY）数据进行TRNSYS模拟。结果表明MATLAB计算值更接近实测数据，而TRNSYS总量误差较小。结论指出CSPVT系统在提升发电量与能效方面潜力显著，同时建议在缺乏实测气象数据时，TRNSYS模拟可能更具实用价值。
关键词： CSPVT、效率、聚光、太阳能跟踪、光伏热
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于光伏光热与热电联产系统的多主体能源管理与综合能源微网经济性研究
摘要： 针对现代建筑的电力与热能需求，本文提出光伏热（PV/T）产消者与微型燃气轮机热电联产（CHP）系统联合运行的方案，以分析并网微电网（MG）系统的经济性。研究采用电-热双向流动模型，并通过基于价格的需求响应（DR）方案实现优化管理。利用储热技术减少大量热能浪费，在微型燃气轮机故障时提升系统可靠性。将产消者与微电网运营商（MGO）的目标函数构建为利润最大化问题，二者基于DR活动相互协作。为建立这一战略决策过程，系统被建模为斯塔克尔伯格均衡（SE）博弈——MGO作为领导者，PV/T产消者作为跟随者。该博弈中双方的交互贡献属于非线性优化问题，采用差分进化（DE）算法求解。案例研究表明，所提模型具有显著经济效益。
关键词： 光伏热（PV/T），差分进化算法（DE），需求响应（DR），斯塔克尔伯格均衡（SE），微电网（MG），热电联产（CHP）
更新于2025-09-10 09:29:36