本書介紹太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用技術(shù)（PV/T）的基本概念、優(yōu)點(diǎn)、分類、應(yīng)用途徑及共性問(wèn)題，詳細(xì)描述和深入研究非跟蹤光伏熱水系統(tǒng)（肋管型和熱管型）、光伏熱空氣系統(tǒng)（主動(dòng)式和被動(dòng)式）、光伏熱泵系統(tǒng)（直膨式和熱管復(fù)合式）、聚光光伏光熱系統(tǒng)（碟式和菲涅爾式）等多種太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用系統(tǒng)的基本原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論分析與評(píng)價(jià)模型、研究方法和應(yīng)用途徑，特別是光伏光熱綜合利用技術(shù)在建筑一體化中的應(yīng)用(BIPV/T)。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用的概念 1
1.2 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用的優(yōu)點(diǎn) 2
1.3 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用技術(shù)分類 3
1.4 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用技術(shù)的應(yīng)用途徑 4
1.5 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用的共性技術(shù) 5
第2章 平板型光伏熱水系統(tǒng) 7
2.1 平板型光伏熱水集熱模塊的基本結(jié)構(gòu) 7
2.2 平板型光伏熱水系統(tǒng) 11
2.2.1 自然循環(huán)式平板型光伏熱水系統(tǒng)的數(shù)理模型 11
2.2.2 強(qiáng)迫循環(huán)式平板型光伏熱水系統(tǒng)的數(shù)理模型 16
2.2.3 自然循環(huán)式平板型光伏熱水系統(tǒng)模型驗(yàn)證 17
2.3 平板型光伏熱水系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo) 20
2.4 平板型光伏熱水系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與結(jié)果分析 22
2.4.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)介紹 22
2.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 23
2.5 平板型扁盒式光伏熱水系統(tǒng)的影響參數(shù)分析 28
2.5.1 水箱初始水溫對(duì)平板型光伏熱水系統(tǒng)的影響 28
2.5.2 水量對(duì)平板型光伏熱水系統(tǒng)的影響 30
2.5.3 光伏電池覆蓋率對(duì)平板型光伏熱水系統(tǒng)的影響 31
2.5.4 蓋板透過(guò)率對(duì)平板型光伏熱水系統(tǒng)的影響 33
2.6 平板型管板式光伏熱水系統(tǒng)對(duì)比測(cè)試 35
2.6.1 系統(tǒng)性能的測(cè)試平臺(tái) 35
2.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及效率計(jì)算 40
參考文獻(xiàn) 44
第3章 熱管式PV/T裝置及其系統(tǒng) 45
3.1 熱管簡(jiǎn)介 45
3.1.1 熱管的基本結(jié)構(gòu) 45
3.1.2 熱管的工作原理及基本特性 46
3.1.3 熱管的分類 47
3.2 熱管式PV/T系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 47
3.2.1 熱管式PV/T集熱板的基本結(jié)構(gòu) 48
3.2.2 熱管式PV/T系統(tǒng)的組成及工作過(guò)程 50
3.3 整體熱管式PV/T系統(tǒng)的數(shù)值模型 50
3.3.1 太陽(yáng)光入射模型 50
3.3.2 玻璃蓋板的能量平衡方程 51
3.3.3 光伏電池層的能量平衡方程 53
3.3.4 電池基板的能量平衡方程 53
3.3.5 熱管的能量平衡方程 55
3.3.6 流道換熱器內(nèi)冷卻水的能量平衡方程 57
3.3.7 儲(chǔ)水箱的數(shù)學(xué)模型 57
3.3.8 系統(tǒng)性能計(jì)算模型 58
3.3.9 整體熱管式PV/T系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的求解 59
3.4 整體熱管式PV/T系統(tǒng)的性能分析 60
3.4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹 61
3.4.2 理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比、分析 61
3.4.3 關(guān)鍵參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能影響的理論分析 65
3.4.4 系統(tǒng)全年性能的理論分析 77
3.5 環(huán)形熱管的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 85
3.5.1 對(duì)比系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹 86
3.5.2 系統(tǒng)性能分析 87
參考文獻(xiàn) 96
第4章 主動(dòng)式太陽(yáng)能光伏空氣集熱器 98
4.1 主動(dòng)式太陽(yáng)能光伏空氣集熱器的基本結(jié)構(gòu) 98
4.2 主動(dòng)式太陽(yáng)能光伏空氣集熱器的數(shù)理模型 101
4.2.1 理論模型 101
4.2.2 模型的求解方法 103
4.3 主動(dòng)式光伏空氣集熱器的性能測(cè)試分析系統(tǒng) 105
4.3.1 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái) 105
4.3.2 性能評(píng)價(jià) 107
4.4 主動(dòng)式太陽(yáng)能光伏空氣集熱器的性能分析 108
4.4.1 性能的實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析 108
4.4.2 不同工況下的性能分析 112
4.4.3 與建筑結(jié)合的應(yīng)用分析 117
4.5 多功能太陽(yáng)能光伏集熱器 120
4.5.1 多功能太陽(yáng)能光伏集熱器結(jié)構(gòu) 120
4.5.2 多功能太陽(yáng)能集熱器的性能測(cè)試 121
4.5.3 多功能集熱器與建筑結(jié)合的夏季運(yùn)行分析 123
參考文獻(xiàn) 125
第5章 太陽(yáng)能光伏Trombe 墻 127
5.1 PV-Trombe墻的基本結(jié)構(gòu) 127
5.2 PV-Trombe墻的實(shí)驗(yàn)研究方法 129
5.3 PV-Trombe墻的理論模型及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 131
5.3.1 理論模型的建立 131
5.3.2 PV-Trombe墻系統(tǒng)的數(shù)理模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 137
5.4 PV-Trombe墻的CFD模擬 138
5.4.1 湍流模型的選擇及其驗(yàn)證 138
5.4.2 PV-Trombe墻的CFD模型 141
5.4.3 PV-Trombe墻的CFD模擬與實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果對(duì)比 143
5.5 PV-Trombe墻的參數(shù)及性能研究 146
5.5.1 PV-Trombe墻在熱箱中的對(duì)比測(cè)試 146
5.5.2 PV-Trombe墻的結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的影響 149
5.5.3 PV-Trombe墻在高寒高輻照地區(qū)應(yīng)用的研究 157
參考文獻(xiàn) 160
第6章 直膨式光伏太陽(yáng)能熱泵 162
6.1 直膨式光伏熱泵的基本原理 162
6.2 系統(tǒng)構(gòu)成 163
6.3 數(shù)理模型 165
6.3.1 光伏蒸發(fā)器模型 165
6.3.2 變頻壓縮機(jī)模型 169
6.3.3 電子膨脹閥模型 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系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的求解 173
6.4 實(shí)驗(yàn)研究 175
6.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置 175
6.4.2 PV-SAHP系統(tǒng)在恒定冷凝水溫工況下的性能 181
6.4.3 PV-SAHP系統(tǒng)在變冷凝水溫工況下的性能 187
參考文獻(xiàn) 192
第7章 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng) 194
7.1 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅰ的基本原理 194
7.2 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅰ的系統(tǒng)構(gòu)成 196
7.2.1 光伏蒸發(fā)器 196
7.2.2 熱泵子系統(tǒng)關(guān)鍵部件 198
7.2.3 光伏發(fā)電系統(tǒng) 199
7.3 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅰ的實(shí)驗(yàn)研究 200
7.3.1 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 200
7.3.2 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅰ的性能計(jì)算 202
7.3.3 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅰ的瞬時(shí)性能分析 203
7.3.4 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅰ的全天性能分析 213
7.4 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅱ的基本原理 215
7.5 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅱ的系統(tǒng)構(gòu)成 216
7.6 光伏太陽(yáng)能熱泵熱管復(fù)合系統(tǒng)Ⅱ的實(shí)驗(yàn)研究 218
7.6.1 環(huán)形熱管單獨(dú)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)研究 219
7.6.2 熱泵單獨(dú)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)研究 222
7.6.3 基于水溫的環(huán)形熱管-熱泵切換模式性能的實(shí)驗(yàn)研究 226
參考文獻(xiàn) 228
第8章 太陽(yáng)能碟式聚光光電光熱系統(tǒng) 230
8.1 碟式聚光的基本原理 230
8.2 碟式聚光光電光熱系統(tǒng)構(gòu)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 跟蹤系統(tǒng) 237
8.2.4 光伏光熱接收器 240
8.3 數(shù)理模型 242
8.3.1 碟式聚光光電光熱模塊的理論模型 242
8.3.2 系統(tǒng)性能的計(jì)算 246
8.4 碟式聚光光電光熱系統(tǒng)性能研究 246
8.4.1 平面碟式聚光系統(tǒng)與曲面碟式聚光系統(tǒng)溫度分布的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究 246
8.4.2 不同聚光比不同流量下的實(shí)驗(yàn)研究 250
8.4.3 平面碟式HCPV/T系統(tǒng)理論與實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析 255
8.4.4 不同聚光比不同流量下的性能預(yù)測(cè) 258
8.5 本章小結(jié) 261
參考文獻(xiàn) 261
第9章 太陽(yáng)能菲涅耳聚光發(fā)電供熱系統(tǒng) 263
9.1 菲涅耳高倍聚光發(fā)電供熱系統(tǒng)的構(gòu)成 263
9.1.1 菲涅耳HCPV/T模組 264
9.1.2 跟蹤系統(tǒng) 270
9.2 數(shù)理模型 271
9.2.1 菲涅耳HCPV/T系統(tǒng)的光電模型 271
9.2.2 菲涅耳HCPV/T系統(tǒng)的光熱模型 274
9.3 菲涅耳HCPV/T系統(tǒng)單元的性能研究 279
9.3.1 菲涅耳HCPV/T系統(tǒng)單元的性能測(cè)試平臺(tái)介紹 279
9.3.2 菲涅耳HCPV/T系統(tǒng)單元的理論與實(shí)驗(yàn)分析 281
9.4 菲涅耳HCPV/T示范系統(tǒng)的性能研究 286
9.4.1 菲涅耳HCPV/T示范系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái) 286
9.4.2 系統(tǒng)性能評(píng)價(jià) 288
9.4.3 系統(tǒng)性能測(cè)試分析 291
參考文獻(xiàn) 295
第10章 太陽(yáng)能非跟蹤低倍聚光光電光熱系統(tǒng) 297
10.1 低倍非跟蹤聚光器介紹 297
10.2 非跟蹤低倍聚光光電光熱系統(tǒng)構(gòu)成 300
10.3 數(shù)理模型 307
10.3.1 結(jié)構(gòu)模型 307
10.3.2 光學(xué)模型 310
10.3.3 PV/T模型 313
10.4 非跟蹤低倍聚光器的性能研究 315
10.4.1 光線跟蹤分析 315
10.4.2 模塊的實(shí)驗(yàn)研究 321
10.4.3 模塊的優(yōu)化 326
10.5 非跟蹤低倍聚光光電光熱系統(tǒng)研究 330
10.6 本章小結(jié) 335
參考文獻(xiàn) 335
第11章 輻照和溫度非均勻分布對(duì)PV/T光電性能的影響 336
11.1 PV/T應(yīng)用中的溫度和輻照分布不均勻性 336
11.1.1 PV/T應(yīng)用中存在的問(wèn)題 336
11.1.2 溫度和輻照分布不均勻現(xiàn)象 337
11.2 PV/T系統(tǒng)的光電性能分布參數(shù)模型 339
11.2.1 太陽(yáng)能電池的傳統(tǒng)模型 339
11.2.2 非均勻輻照下的太陽(yáng)能電池處理方法 341
11.2.3 光電模塊的分析方法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 343
11.3 溫度因素對(duì)PV/T系統(tǒng)光電性能的影響 346
11.3.1 光電模塊的構(gòu)成及分析方法 346
11.3.2 平均溫度對(duì)光電部分的影響 347
11.3.3 溫度的空間分布差異對(duì)光電部分的影響 356
11.4 輻照分布對(duì)平板PV/T系統(tǒng)光電性能的影響 363
11.4.1 邊框陰影的分布規(guī)律 364
11.4.2 邊框陰影對(duì)平板PV/T系統(tǒng)光電性能的影響 366
11.5 輻照分布對(duì)BIPV/T系統(tǒng)光電性能的影響 373
11.5.1 邊框陰影在BIPV/T系統(tǒng)中的分布規(guī)律 374
11.5.2 邊框陰影對(duì)光電性能的影響 375
11.5.3 邊框陰影對(duì)全年性能的影響 377
參考文獻(xiàn) 379
第12章 太陽(yáng)能光伏光熱建筑綜合利用研究與示范 380
12.1 BIPV/T基本結(jié)構(gòu) 380
12.2 復(fù)合光伏熱水墻系統(tǒng) 381
12.2.1 復(fù)合光伏熱水墻系統(tǒng)的理論模型 382
12.2.2 復(fù)合光伏熱水墻系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究 387
12.2.3 模型驗(yàn)證 389
12.2.4 全年性能模擬 391
12.3 光伏雙層窗 394
12.3.1 通風(fēng)光伏雙層窗的原理與結(jié)構(gòu) 394
12.3.2 光伏雙層窗實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 395
12.3.3 結(jié)果及分析 396
12.4 太陽(yáng)能光伏光熱建筑一體化技術(shù)示范建筑 399
12.4.1 太陽(yáng)能光伏光熱組件概況 399
12.4.2 太陽(yáng)能光伏光熱組件與建筑一體化設(shè)計(jì) 401
12.4.3 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 401
12.4.4 數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 404
12.4.5 太陽(yáng)能光伏光熱綜合利用示范建筑運(yùn)行效果 404
參考文獻(xiàn) 406
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