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1、科技方法训练项目名称：中国三北地区太阳能热电联产的实验研究班级：热能07-4班姓名：袁世野学号：指导教师:郭仁宁成绩：日期：2011.1.11在多年收治肝病、出血热、麻疹、艾滋病等传染病的临床实践中，逐步认识到中医药在传染病防治领域的优势，因此在制定医院长期发展规划中，有步骤的增加中医药在整体医疗工作中的比重，不断加强中医学科建设several group number, then with b a, =c,c is is methyl b two vertical box between of accurate size. Per-23 measurement, such as procee
2、ds of c values are equal and equal to the design value, then the vertical installation accurate. For example a, b, and c valueswhile on horizontal vertical errors for measurement, General in iron angle code bit at measurement level points grid errors, specific method is from baseline to methyl verti
3、cal box center line distance for a, to b vertical box distance for b, list can measured辽宁工程技术大学科技方法训练摘要：利用所设计的2 槽式聚光热电联供系统，对晶硅阵列和砷化镓电池阵列进行性能测试实验，结果表明：砷化镓电池阵列的聚光特性优于晶硅电池阵列。优选出一定聚光比作用下性能较好的砷化镓电池阵列建立10 槽式太阳能聚光热电系统，实验表明：l酣系统的电池阵列电效率为23.2l，系统光电效率和光热效率分别为9.88和49.84，系统效率为13.48，比基于槽式聚光加热真空管系统效率高158，比平板光伏发电系
4、统效率高16。对采用空间太阳电池阵列的10 聚光热电系统性能分析表明，槽式聚光热电联供系统发电成本已与平板的持平，且每年还可提供4838.381MJ热量供用户使用。关键词：聚光；太阳电池；热电系统；实验Abstract：The performance testing experiment of crystalline silicon cell array and GaAs cell array have been carried out onthe 2 trough concentrating photovoltaiethermal system independentlyExperiment
5、al results showed that performance ofGaAs cell array is better than that of crystalline silicon cell arrayne 10 trough concentrating solar photovoltaiethermal system which adopt GaAs cell army selected form prior experimental result of excellent performance in condition of solar concentrating radiat
6、ion has been establishedne experimental results showed that photoelectric efficiency of GaAs cell array is 23.21，the electric efficiency and thermal efficiency of this system are 9.88and 49.84，respectively at the 10m trough concentrating system1e exergy of the system is 13.48wtfich is higher 158than
7、 that of evacuated tube heated by trough concentrating and is higher 16than fiatplate photovoltaie system111e cost of generate dectrieity with mush concentrating photovoltaicthermal system adopted super cell array can catch that of standard fiatplate photovohaic station，in addition，the photovoltaiet
8、hermal system carI offer 483838MJ heat energy to user every yearKeywords：concentrating light；solar cell；photovoltaiethermal system；experimentO 引言高效利用太阳能，提高太阳能利用品位，是当今世界太阳能利用的热点之一。以低成本的聚光反射装置汇聚太阳光，光强被浓缩x倍后作用于光伏电池，则其输出功率将成倍增加，可降低太阳能光伏发电成本；同时，采用强制冷却方式可保证聚光后光伏电池处于正常工作状态，并可获热能利用，提高能量综合利用率，实现光伏与光热的结合(P、r，
9、T)。聚光状态下深入系统地研究PV/T电池阵列特性并与常规太阳电池发电及太阳能热利用进行性能及经济比较，是聚光太阳能热电联供系统研究的重要关键所在。本文采用2槽式太阳能聚光热电联供(TCPV/T)装置，对聚光后的单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空问太阳电池阵列、砷化镓电池阵列进行性能实测研究，在分析热电系统性能基础上，选择性能优越的砷化镓电池阵列建立10 TCPV/T系统，并获得实验结果。研究工作将为太阳能聚光作用下热电系统规模化应用提供科学依据及支撑。1 TCPV/T实验系统及工作原理TCPV/T系统由4部分组成：抛物镜面和支撑体构成的反射系统，光伏电池阵列、蓄电池和逆变器构成的高品位电能输
10、出系统，热水和存储箱构成的热能输出系统，控制卡、步进电机和电动推杆构成的自动跟踪系统。采用MODEL460-1A LASER POWERMETER测量聚光光强，测量聚光倍数的精度达l。利用TRMFDl和TRM一2采集气象数据和流体进出口温度，其相应测量仪器的精度为：TBQ-2型总辐射表为2；TBS-2-2型直辐射表为2；EC-9S(X)风速传感器为(0.3+0.03V)ms；热电偶温度探头为0.2；涡轮流量计为1。电池阵列输出功率采用TFCAO450光伏方阵，组件测试仪测量，测量精度为l，电池阵列工作温度用Fluke红外测温仪测量，测量精度为1。TCPVT系统工作原理如图1所示，太阳光线经槽式
11、抛物反射镜面汇聚到光伏电池阵列上，产生电能对外供电；通过冷却流体在内腔体内流动强制带走电池上的热量，保证电池工作在正常温度下，所获得的热量供用户使用。电池阵列由导热绝缘胶贴在内腔体上，内腔体与外腔体之间由保温材料隔开起保温作用。2 TCPVT系统实验性能21 2 TCPVT系统211 4种电池阵列性能测试设计制作2m2槽式聚光PVT系统如图2所示。抛物反射镜面实际聚光面积为1440mm *1450mm，理论聚光比为1692，采用激光功率计测量系统实际聚光比为1027。Pv/T system电能输出单元由4种电池阵列组成，其中单晶硅电池阵列由10片一般商业化电池串联组成，单片面积为103mm*5
12、1.5mm；多晶硅电池阵列由lO片美国生产的单片面积为117mm * 75mm的电池串联组成；空间太阳电池阵列由16片美国生产的单片面积为71mm*62mm的电池串联组成，且基体材料也为晶体硅；砷化镓电池阵列由40片单片面积为40mm*30mm的电池串联组成。在同一时刻，测试同种电池阵列聚光前后的特性参数如表1所示。聚光前后电池阵列曲线如图3、图4所示。电池阵列的填充因子和效率可由(1)、(2)式计算：式中，最大功率点；分别为电池阵列的开路电压和短路电流；电池面积；，n在聚光下分别为直辐射和实际聚光比；在普通聚光下，为总辐射且n=l。由表1可知，聚光后，太阳能流密度增加，所有电池阵列的光生载流
13、子增多，短路电流变大，开路电压有小幅度增加。光强汇聚后引起电池温度升高、串联内阻增加，当月增加，电池的填充因子阡降低。聚光后，晶硅电池阵列的效率都会下降，其中单晶硅电池阵列的效率由聚光前的7.5下降到1.77，多晶硅电池阵列的效率由聚光前的7.66下降到1.22，空间太阳电池阵列的效率从13.28下降到6.67。而砷化镓电池的效率反而增加，从24.02增加到26.53。主要原因可由(3)式解释，输出功率的损失主要由决定，从表1可知，晶硅电池阵列串联内阻大，且电池中流经电流也很大，导致输出功率损失巨大，效率会下降很多；而砷化镓电池阵列聚光后为高电压低电流输出，且串联内阻较小，因此输出功率损失较小
14、，效率会增加。式中，APN结品质因子；玻尔兹曼常数；太阳电池的工作温度；q基本电荷常数；电池的串联内阻；二极管反向饱和电流；光生电流；N电池阵列的电池片数。图3和图4为聚光前后电池阵列I-V特性曲线，由图可知，聚光前所有电池阵列特性曲线都较好，聚光后只有砷化镓电池阵列保持较好的特性，主要原因在于砷化镓材料具有带宽(E=1.43eV)、与太阳光谱匹配良好、吸收系数大、抗辐射能力强、高温性能好等优点，在阳光的激发下，其光生载流子属直接跃迁型，相应的吸收系数很大，增大。本系统采用的砷化镓电池阵列聚光后电池效率增加到2653，最大输出功率放大了11.14倍。叠层砷化镓电池的极限效率可以达到约40，在5
15、00倍或者更高倍数的聚光下，砷化镓电池仍然保持25-27的光电转化效率，因此砷化镓电池是系统较好的选择。212采用4种电池阵列的2m2TCPVT系统性能比较系统电性能和热性能是评价代PvT系统性能优劣的主要参数，本文对采用4种电池阵列的系统进行热电性能测试，测试条件为：平均风速0.5ms，最大风速l ms；直辐射强度范围800850W；环境温度变化范围18.122.5；冷却工质流量相对稳定在40Lh，误差范围约在1Lh。根据测试结果计算系统的热、电效率，公式如下：式中，m工质的质量流量； 工质平均温度下的定压比热容；分别为工质的进出口温度； 平均直辐射； 聚光有效面积； 电池阵列的最大输出功率。计算结果及效率拟合曲线如图5所示，图中L为环境温度。由图5可知，采用多晶硅电池阵列的系统统电性能最差。由实验和计算结果可知，砷化镓电池为聚光光伏热电联供系统最佳选择。本文2TCPVT系统率最高，其次为单晶硅电池阵列系统，最差的为砷化聚焦宽度较大，为10cm，而采用的砷化镓电池宽度镓电池阵列系统,因为多晶硅电池阵列面积大，只有4cm，大部分汇聚光强没有被利用，不仅影响系聚
