聚光和非聚光光伏-热电耦合系统的优化

摘要：

基于能量平衡建立了光伏-热电(PV-TE)耦合发电系统的一维稳态导热模型,研究了在不同的光伏电池效率温度系数和热电优值系数条件下PV-TE耦合发电系统的性能.(1)对于非聚光PV-TE耦合系统,分析了热聚焦因子、热电引脚长度和TE模块的负载电阻与内阻之比对系统发电效率的影响.结果表明:在TE模块的优值系数Z=4×10-3 K-1,电池效率温度系数βref=0.001 K-1的情况下,系统总效率相对较好.此时总效率随着热聚焦因子、热电引脚长度、TE模块的负载电阻与内阻之比的增加,均是先增大后减小.因此,可选择最佳的热聚焦因子、热电引脚长度、负载电阻的值,使系统总效率达到最大值.(2)对于聚光PV-TE耦合系统,研究了热电引脚对数和热扩散因子对系统性能的影响.结果表明在Z=2.545×10-3 K-1,βref=0.001 K-1;Z=4×10-3 K-1,βref=0.001 K-1;Z=4×10-3 K-1,βref=0.0015 K-1情况下,总效率随着热扩散因子的增加而减小.当热扩散因子从0.32上升到5.12时,对于其他ef和Z的情况,总效率会显著增加.当热扩散因子继续增大时,由热扩散因子增加引起的效率变化非常平缓,原因在于热扩散因子足够大时,热传递非常快,PV电池和TE热侧的温度随热扩散因子变化很小.基于研究结果,可以发现当聚光系统的热扩散因子在3.0左右时,耦合系统具有相对高的效率.

关键词：光伏-热电耦合系统、热聚焦因子、热电引脚长度、热扩散因子

所属期刊栏目：64

资助基金：国家自然科学基金;教育部科学技术研究项目

在线出版日期：2020-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1943-1952