太阳能光伏模板废热回收装置数值模拟研究

【摘要】：太阳能是各种可再生能源中最重要的能源之一。目前光伏发电设备已广泛应用于各个领域,但光伏组件的光电转换效率还偏低,而且其光电转换效率与光伏模板的温度成反比。本文研究太阳能光伏电池模板废热回收装置,即在光伏模板背光面粘结以铝为材料制作的翅片型换热装置,利用流体将光电转换过程中的热量带走并加以利用,从而达到降低模板温度、提高光电转换效率的目的。 论文主要对废热回收装置的两种结构模式进行了数值模拟,即：直型铝制翅片废热回收装置和蛇型铝制翅片废热回收装置。首先,阐述了上述两种装置的工作原理,并建立了物理模型；其次,通过对上述两种装置进行数值模拟与对比分析,从流体水温升高、模板温度降低、光电转换效率提高三个方面论证了蛇型铝制翅片废热回收装置优于直型铝制翅片废热回收装置；再次,在光照强度、水流温度和水流速等一定的前提下,模拟得到了蛇型铝制翅片较合理的高度、间距、蛇形波数和波峰(波谷)；最后,以一建筑为例,计算了蛇型铝制翅片废热回收装置的节能率。 上述研究结果可为光伏建筑一体化能源利用效率的提高提供参考。 【关键词】：光伏模板 直型铝制翅片废热回收装置 蛇型铝制翅片废热回收装置
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615;TU18
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 研究意义10-11
• 1.3 国外研究现状11-12
• 1.4 国内研究现状12-13
• 1.5 本文的研究内容13-14
• 第2章 废热回收装置应用的相关理论14-20
• 2.1 太阳能光伏组件的理论基础14-17
• 2.1.1 太阳能光伏组件的工作原理、生产流程及特性14-16
• 2.1.2 太阳能光伏组件的类型16
• 2.1.3 光伏模板正常工作时主要影响因素16-17
• 2.2 光伏模板冷却装置的原理及基本类型17-20
• 2.2.1 空冷型原理17-18
• 2.2.2 水冷型原理18-20
• 第3章 数值模拟方法介绍20-24
• 3.1 Fluent模拟方法简介20-21
• 3.2 Fluent模拟的求解方法21
• 3.3 边界条件的确定21-23
• 3.4 用Fluent软件进行求解问题的步骤23-24
• 第4章 不同冷却方式工况下光伏模板的数值模拟24-36
• 4.1 光伏模板结构参数24
• 4.2 光伏模板物理模型24-27
• 4.2.1 空冷型设计思路、边界条件及物理模型24-25
• 4.2.2 水冷型设计思路、边界条件及物理模型25-27
• 4.3 不同冷却方式光伏模板的数值计算27-33
• 4.3.1 空冷型数值计算结果28-30
• 4.3.2 直型翅片水流道废热回收装置数值计算结果30-32
• 4.3.3 蛇型翅片水流道废热回收装置数值计算结果32-33
• 4.4 不同冷却方式光伏模板的性能比较33-35
• 4.4.1 模板的温降33-34
• 4.4.2 流体水的温升34-35
• 4.5 本章小结35-36
• 第5章 蛇型翅片废热回收装置换热过程数值模拟36-43
• 5.1 水流速度对换热的影响36-37
• 5.2 水流温度对换热的影响37-38
• 5.3 翅片高度对换热的影响38-39
• 5.4 翅片间距对换热的影响39-40
• 5.5 翅片蛇型波数对换热的影响40-41
• 5.6 翅片波峰对换热的影响41-42
• 5.7 本章小结42-43
• 第6章 废热回收系统应用的综合分析43-46
• 6.1 光伏废热回收装置的建筑节能效益43-44
• 6.2 废热回收装置对光伏模板效率的提升44-45
• 6.3 废热回收装置的社会效益和环境效益45-46
• 第7章 结论与展望46-48
• 7.1 结论46-47
• 7.2 展望47-48
• 参考文献48-51
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果51-52
• 致谢52

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