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菲涅尔透镜聚光型太阳能电池光电/光热综合利用性能研究

信息来源: http://ggbsw.com  时间:2016/10/9 8:53:35 

菲涅尔透镜

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源之一。单晶硅太阳能电池是最直接、最重要的光电利用形式。但是太阳能电池普遍存在光电转换效率低下的问题。提高其光照强度,降低电池工作温度,可以明显提高电池工作效率。因此,采用光电/光热综合利用(PV/T)装置可以大大提高太阳能的总体热效率。本文在大量文献调研基础上,对太阳能光电/光热利用装置的热电性能进行了理论分析和实验研究,具有重要的工程实际意义。 本文首先介绍了目前国内外常见的几种集热器以及发展方向,对单晶硅电池的电性能与光照强度与其工作温度的关系进行了理论分析,通过对公式的推导,得到了光强与短路电流、温度与开路电压的计算关系,并与实验数据进行了比较。 然后将集热器和单晶硅电池结合起来,进行PV/T装置的设计和研制。在此基础上,对PV/T装置的集热和光电/光热转换效率进行一系列实验研究,同时在不同的光照强度和电池工作温度下考察其电性能。实验首先采用几块不同的菲涅尔透镜对电池在聚光比为2到6的情况下进行观察,确定了最佳聚光比为3.5,然后进行热性能的实验。测试工况包括配置或不配置透镜时候电池板的短路电流以及开路电压;在有水冷却和没有水冷却时候电池板的电性能的情况分析。实验结果证明,当增加光照强度能够提高电池的短路电流,电池板工作温度降低时能提高开路电压。而PV/T装置对热量的收集效果相当明显,将太阳电池产生的热量利用起来后也就提高了太阳电池的综合利用效率。

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