lengrekeji(冷熱科技) 太陽能光伏板熱管理另一思路是把光伏板產(chǎn)生的熱能變?yōu)橛杏媚茉础?/p> 變?yōu)橛杏媚茉吹募?xì)分方案通常有三類:一是制備熱空氣或熱水,二是作為熱泵的低溫?zé)嵩?,三是用熱電效?yīng)發(fā)電。 制備熱水或熱空氣 制備熱水或熱空氣的光伏板也稱PV/T板、PV&T板或PVT板,通常在光電轉(zhuǎn)換層下設(shè)置水或空氣流道,水或空氣在冷卻光電轉(zhuǎn)換層的同時(shí)被加熱為熱水或熱空氣。 由于PVT板的主要目的是冷卻光伏板,熱水或空氣溫度不能太高,僅限于制備低溫?zé)崴蚩諝猓蜃鳛闊崴蚩諝饧療崞鞯念A(yù)熱單元。 ![]() ![]() ![]() 光伏板-熱泵集成 利用水或空氣冷卻光伏板,冷卻光伏板過程中被加熱的水或空氣作為熱泵低溫?zé)嵩磥碇苽涓邷責(zé)崴驘峥諝猓夥逋瑫r(shí)為熱泵提供電能。 ![]() ![]() 溫差發(fā)電 光伏板產(chǎn)生的熱能也可以通過熱發(fā)電被有效利用,熱發(fā)電的技術(shù)方案有很多,如有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電、熱電效應(yīng)發(fā)電(也稱溫差發(fā)電、溫差電池等)等,其中溫差發(fā)電部件相對(duì)簡單。 溫差發(fā)電是熱電制冷熱泵的逆過程,目前常用材料為半導(dǎo)體,基本原理如下圖。 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 溫差發(fā)電片的典型參數(shù)及變工況性能曲線。 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 溫差發(fā)電過程的特性方程。 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 由于此處溫差發(fā)電是以利用冷卻光伏板產(chǎn)生的余熱為背景,熱能溫度通常較低,因此溫差發(fā)電效率可能低于1%。 以1m2光伏板、太陽輻照強(qiáng)度800W、光伏板光電轉(zhuǎn)換效率15%為例,冷卻光伏板產(chǎn)生的余熱可約為: 800*(1-0.15)*0.8=578W 按溫差發(fā)電效率0.7%計(jì)算時(shí),發(fā)電功率約: 578*0.007=4.0W 光伏板光電轉(zhuǎn)換發(fā)電功率約: 800*0.15=120W 溫差發(fā)電可提高光伏板總體發(fā)電功率約: 4/120=3.3% 實(shí)際運(yùn)用時(shí)需對(duì)成本、PVT光伏板與溫差發(fā)電集成方式等進(jìn)行綜合分析。 拓展資料 溫差發(fā)電的主要不足是發(fā)電效率偏低,以光伏板冷卻余熱溫度50℃、環(huán)境溫度20℃計(jì)算,卡諾循環(huán)發(fā)電效率約: 1-293/323=9.3% 因此,從熱力學(xué)角度,溫差發(fā)電效率還有很大的提升空間,高性能熱電材料的研究是溫差發(fā)電或熱電制冷領(lǐng)域的主要努力方向。 目前溫差發(fā)電的技術(shù)、部件等與半導(dǎo)體制冷相近,論著、網(wǎng)絡(luò)資源等均很豐富,適用性新產(chǎn)品開發(fā)也很活躍。 ![]() ![]() |
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