浅谈太阳能光伏-光热技术性能研究与应用
太阳能光伏-光热技术将光伏发电与太阳能热利用相结合,既降低光伏板工作温度,提高其发电效率;又回收一定温度的热量,综合提高太阳能光热转换效率.与分离式的光伏电池和普通太阳能集热器相比,更容易实现建筑一体化,与热泵等技术相结合的复合系统可同时实现供冷、供热、供热水等多功能,是极具潜力的太阳能综合利用技术.本文主要介绍太阳能光伏-光热集热器性能研究的理论和实验结果,及节能设计和应用情况,总结其发展趋势及待解决的问题,为实现该技术的工程应用及推广提供参考.PVT集热器技术，尤其是BIPVT技术，是具有前景的太阳能利用技术。为进一步实现应用及推广，亟待解决的关键问题有两方面：一方面提高综合转换效率；一方面降低成本。提高PVT集热器的效率，从设计角度考虑，一方面需要保证其对太阳光谱的吸收性，即在提高太阳电池吸收率的同时，还应增加PVT集热器对太阳光谱长波辐射的吸收；一方面是改善PVT集热器部件的传热问题。材料选择方面，则趋向于温度系数低、价格便宜且高效的薄膜光伏电池。从应用角度考虑，要根据不同用途选择适合的集热器形式。例如，空气型PVT集热器多用于加热房间、干燥谷物及空气预热等温度要求不高的场所；对于低温热水加热系统，如游泳池，使用便宜的无玻璃盖板PVT集热器；对冬季严寒地区，推荐采用防冻液PVT集热器。此外，将PVT集热器作为热泵环路的蒸发器，可有效解决供水温度与综合效率间的不可调和性。另外一种可行的复合应用技术是将PVT集热器与太阳能供热、热驱动型空调（吸收式、吸附式）结合，使工作温度可提升至80℃，同时系统的能量及经济性能与其他相似系统可媲美。Bakker等人将PVT集热器与地源热泵系统相结合，一方面可有效缓解土壤冷堆积问题，使土壤温度长期保持平衡以保证热泵性能稳定；同时，解决系统自身电力供应问题，节约传统能源消耗；而且系统发电效率得到改善。尤其在夏季运行工况；该复合系统最适用于冬季需供暖及热水负荷，夏季需供冷的地区，比如中国北方冬季寒冷地区，可克服传统空气源热泵系统局限性。其次，还适用于农作物干燥、海水淡化等领域。此外，可利用该复合技术对现有地源热泵工程进行改造。由于该系统一机多用，且太阳能提供大部分电、热能源，即使低收入家庭也可轻松享受空调供暖，使节约能源、普遍改善人居环境成为可能。
建筑采暖 太阳能 光伏技术 光热技术 PVT集热器
朱瑞海
临沂市规划建筑设计研究院
国内会议
山东临沂
中文
998-1001,1005
2015-06-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）