分频型聚光光伏光热系统中光谱分频液及电池的性能研究

摘要

液体分频型聚光光伏光热系统不仅从本质上解决了光伏组件温度升高的问题，而且可以对外输出高品质的热能，极大地提高了太阳能综合利用效率，这种新技术成为当下人们关注的热点。在液体分频型聚光光伏光热系统中，选择合适的分频液是研究该系统的核心问题。本文分为三部分，对液体分频型聚光光伏光热系统的性能做了详细分析。 （1）基于液体分频型聚光光伏光热系统对分频液的性能要求，初步候选了大量传统液体，利用分光光度计采用双光程方法准确分析了候选液体的光学性能，基于聚光硅电池和GaAs电池的光谱响应特性，理论分析了液体分频对两种电池光电转化率的影响，其中正构烷烃C14对电池光电转化率影响最小，而胜牌润滑油对电池光电转化率影响最大。 （2）采用伏安特性测试系统探究液体分频对聚光硅以及GaAs电池电性能的影响。主要考察液体种类、液膜厚度、盐溶液浓度以及电池与分频液间距等参数，通过电池I-V特性曲线、电性能参数以及性能指标MF值对液体分频接收器电热性能进行了评价。其中胜牌润滑油分频时接收器的电热性能表现最优；液膜厚度以及盐溶液浓度对电池电性能影响较大，而分频液与电池间距对电池电性能几乎没有影响。 （3）构思了液体分频型聚光光伏光热接收器的设计模型，借助Fluent软件对该接收器进行了数值模拟，主要分析接收器的传热特性，考察了液体种类、流速以及聚光比对接收器综合性能的影响。结果表明，在10 X光强条件下，流速为0.0013 m/s的胜牌润滑油分频时接收器的综合效率达到42.92%，其中聚光硅电池的温度控制在339.8K，而胜牌润滑油的温度达到了473.3K。

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