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第1章 绪论1

1.1 太阳能光伏光热综合利用的概念1

1.2 太阳能光伏光热综合利用的优点2

1.3 太阳能光伏光热综合利用技术分类3

1.4 太阳能光伏光热综合利用技术的应用途径4

1.5 太阳能光伏光热综合利用的共性技术5

第2章 平板型光伏热水系统7

2.1 平板型光伏热水集热模块的基本结构7

2.2 平板型光伏热水系统11

2.2.1 自然循环式平板型光伏热水系统的数理模型11

2.2.2 强迫循环式平板型光伏热水系统的数理模型16

2.2.3 自然循环式平板型光伏热水系统模型验证17

2.3 平板型光伏热水系统评价指标20

2.4 平板型光伏热水系统的实验系统与结果分析22

2.4.1 实验测试系统介绍22

2.4.2 实验结果23

2.5 平板型扁盒式光伏热水系统的影响参数分析28

2.5.1 水箱初始水温对平板型光伏热水系统的影响28

2.5.2 水量对平板型光伏热水系统的影响30

2.5.3 光伏电池覆盖率对平板型光伏热水系统的影响31

2.5.4 盖板透过率对平板型光伏热水系统的影响33

2.6 平板型管板式光伏热水系统对比测试35

2.6.1 系统性能的测试平台35

2.6.2 实验结果及效率计算40

参考文献44

第3章 热管式PV/T装置及其系统45

3.1 热管简介45

3.1.1 热管的基本结构45

3.1.2 热管的工作原理及基本特性46

3.1.3 热管的分类47

3.2 热管式PV/T系统的基本结构47

3.2.1 热管式PV/T集热板的基本结构48

3.2.2 热管式PV/T系统的组成及工作过程50

3.3 整体热管式PV/T系统的数值模型50

3.3.1 太阳光入射模型50

3.3.2 玻璃盖板的能量平衡方程51

3.3.3 光伏电池层的能量平衡方程53

3.3.4 电池基板的能量平衡方程53

3.3.5 热管的能量平衡方程55

3.3.6 流道换热器内冷却水的能量平衡方程57

3.3.7 储水箱的数学模型57

3.3.8 系统性能计算模型58

3.3.9 整体热管式PV/T系统动态模型的求解59

3.4 整体热管式PV/T系统的性能分析60

3.4.1 实验系统介绍61

3.4.2 理论计算与实验结果对比、分析61

3.4.3 关键参数对系统性能影响的理论分析65

3.4.4 系统全年性能的理论分析77

3.5 环形热管的实验内容及实验结果分析85

3.5.1 对比系统的实验平台介绍86

3.5.2 系统性能分析87

参考文献96

第4章 主动式太阳能光伏空气集热器98

4.1 主动式太阳能光伏空气集热器的基本结构98

4.2 主动式太阳能光伏空气集热器的数理模型101

4.2.1 理论模型101

4.2.2 模型的求解方法103

4.3 主动式光伏空气集热器的性能测试分析系统105

4.3.1 系统测试平台105

4.3.2 性能评价107

4.4 主动式太阳能光伏空气集热器的性能分析108

4.4.1 性能的实验测试分析108

4.4.2 不同工况下的性能分析112

4.4.3 与建筑结合的应用分析117

4.5 多功能太阳能光伏集热器120

4.5.1 多功能太阳能光伏集热器结构120

4.5.2 多功能太阳能集热器的性能测试121

4.5.3 多功能集热器与建筑结合的夏季运行分析123

参考文献125

第5章 太阳能光伏Trombe墙127

5.1 PV-Trombe墙的基本结构127

5.2 PV-Trombe墙的实验研究方法129

5.3 PV-Trombe墙的理论模型及实验验证131

5.3.1 理论模型的建立131

5.3.2 PV-Trombe墙系统的数理模型的实验验证137

5.4 PV-Trombe墙的CFD模拟138

5.4.1 湍流模型的选择及其验证138

5.4.2 PV-Trombe墙的CFD模型141

5.4.3 PV-Trombe墙的CFD模拟与实验研究的结果对比143

5.5 PV-Trombe墙的参数及性能研究146

5.5.1 PV-Trombe墙在热箱中的对比测试146

5.5.2 PV-Trombe墙的结构及其参数的影响149

5.5.3 PV-Trombe墙在高寒高辐照地区应用的研究157

参考文献160

第6章 直膨式光伏太阳能热泵162

6.1 直膨式光伏热泵的基本原理162

6.2 系统构成163

6.3 数理模型165

6.3.1 光伏蒸发器模型165

6.3.2 变频压缩机模型169

6.3.3 电子膨胀阀模型171

6.3.4 水冷冷凝器模型171

6.3.5 水箱模型172

6.3.6 PV-SAHP系统动态模型的求解173

6.4 实验研究175

6.4.1 实验装置175

6.4.2 PV-SAHP系统在恒定冷凝水温工况下的性能181

6.4.3 PV-SAHP系统在变冷凝水温工况下的性能187

参考文献192

第7章 光伏太阳能热泵热管复合系统194

7.1 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅰ的基本原理194

7.2 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅰ的系统构成196

7.2.1 光伏蒸发器196

7.2.2 热泵子系统关键部件198

7.2.3 光伏发电系统199

7.3 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅰ的实验研究200

7.3.1 实验说明200

7.3.2 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅰ的性能计算202

7.3.3 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅰ的瞬时性能分析203

7.3.4 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅰ的全天性能分析213

7.4 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅱ的基本原理215

7.5 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅱ的系统构成216

7.6 光伏太阳能热泵热管复合系统Ⅱ的实验研究218

7.6.1 环形热管单独运行的实验研究219

7.6.2 热泵单独运行的实验研究222

7.6.3 基于水温的环形热管-热泵切换模式性能的实验研究226

参考文献228

第8章 太阳能碟式聚光光电光热系统230

8.1 碟式聚光的基本原理230

8.2 碟式聚光光电光热系统构成232

8.2.1 曲面碟式聚光器232

8.2.2 平面碟式聚光器234

8.2.3 跟踪系统237

8.2.4 光伏光热接收器240

8.3 数理模型242

8.3.1 碟式聚光光电光热模块的理论模型242

8.3.2 系统性能的计算246

8.4 碟式聚光光电光热系统性能研究246

8.4.1 平面碟式聚光系统与曲面碟式聚光系统温度分布的对比实验研究246

8.4.2 不同聚光比不同流量下的实验研究250

8.4.3 平面碟式HCPV/T系统理论与实验对比分析255

8.4.4 不同聚光比不同流量下的性能预测258

8.5 本章小结261

参考文献261

第9章 太阳能菲涅耳聚光发电供热系统263

9.1 菲涅耳高倍聚光发电供热系统的构成263

9.1.1 菲涅耳HCPV/T模组264

9.1.2 跟踪系统270

9.2 数理模型271

9.2.1 菲涅耳HCPV/T系统的光电模型271

9.2.2 菲涅耳HCPV/T系统的光热模型274

9.3 菲涅耳HCPV/T系统单元的性能研究279

9.3.1 菲涅耳HCPV/T系统单元的性能测试平台介绍279

9.3.2 菲涅耳HCPV/T系统单元的理论与实验分析281

9.4 菲涅耳HCPV/T示范系统的性能研究286

9.4.1 菲涅耳HCPV/T示范系统的测试平台286

9.4.2 系统性能评价288

9.4.3 系统性能测试分析291

参考文献295

第10章 太阳能非跟踪低倍聚光光电光热系统297

10.1 低倍非跟踪聚光器介绍297

10.2 非跟踪低倍聚光光电光热系统构成300

10.3 数理模型307

10.3.1 结构模型307

10.3.2 光学模型310

10.3.3 PV/T模型313

10.4 非跟踪低倍聚光器的性能研究315

10.4.1 光线跟踪分析315

10.4.2 模块的实验研究321

10.4.3 模块的优化326

10.5 非跟踪低倍聚光光电光热系统研究330

10.6 本章小结335

参考文献335

第11章 辐照和温度非均匀分布对PV/T光电性能的影响336

11.1 PV/T应用中的温度和辐照分布不均匀性336

11.1.1 PV/T应用中存在的问题336

11.1.2 温度和辐照分布不均匀现象337

11.2 PV/T系统的光电性能分布参数模型339

11.2.1 太阳能电池的传统模型339

11.2.2 非均匀辐照下的太阳能电池处理方法341

11.2.3 光电模块的分析方法和实验验证343

11.3 温度因素对PV/T系统光电性能的影响346

11.3.1 光电模块的构成及分析方法346

11.3.2 平均温度对光电部分的影响347

11.3.3 温度的空间分布差异对光电部分的影响356

11.4 辐照分布对平板PV/T系统光电性能的影响363

11.4.1 边框阴影的分布规律364

11.4.2 边框阴影对平板PV/T系统光电性能的影响366

11.5 辐照分布对BIPV/T系统光电性能的影响373

11.5.1 边框阴影在BIPV/T系统中的分布规律374

11.5.2 边框阴影对光电性能的影响375

11.5.3 边框阴影对全年性能的影响377

参考文献379

第12章 太阳能光伏光热建筑综合利用研究与示范380

12.1 BIPV/T基本结构380

12.2 复合光伏热水墙系统381

12.2.1 复合光伏热水墙系统的理论模型382

12.2.2 复合光伏热水墙系统实验研究387

12.2.3 模型验证389

12.2.4 全年性能模拟391

12.3 光伏双层窗394

12.3.1 通风光伏双层窗的原理与结构394

12.3.2 光伏双层窗实验平台395

12.3.3 结果及分析396

12.4 太阳能光伏光热建筑一体化技术示范建筑399

12.4.1 太阳能光伏光热组件概况399

12.4.2 太阳能光伏光热组件与建筑一体化设计401

12.4.3 太阳能光伏光热综合利用系统设计401

12.4.4 数据采集和监测系统404

12.4.5 太阳能光伏光热综合利用示范建筑运行效果404

参考文献406