[发明专利]一种太阳能聚光光伏光热联产系统热电输出性能的测量与计算方法

说明书

技术领域

本发明属于聚光光伏光热综合利用研究领域，涉及一种太阳能聚光光伏光热联产系统热电输出性能的测量与计算方法。

背景技术

按照太阳能流的传输以及辅助能源消耗，典型太阳能聚光光伏光热联产系统由聚光器、光伏组件、散热器、跟踪器以及控制器组成。太阳能流的传递过程为：跟踪器使得太阳能聚光光伏光热联产系统跟踪太阳方位，太阳能流经过聚光器进行汇聚，汇聚的太阳能流全部照射到光伏组件上，其中一部分太阳能流在光伏组件上以光电效应产电输出，另一部分太阳能流在光伏组件上以光热效应产热并经由散热器输出，测控器测试系统热电输出性能以及对流经散热器的散热介质质量流率进行控制。因此在太阳能聚光光伏光热联产系统中，实现太阳能流转换的光电效应和光热效应在光伏组件上同位置同时间进行，光电效应输出电能，光热效应输出热能，也就是光电效应输出的电能加上光热效应输出的热能为太阳能聚光光伏光热联产系统输出的总能量，因此，将输出电能与输出热能之和作为评估太阳能聚光光伏光热联产系统输出性能的参数是准确的，但是在实际测量中，出现两种测量方法，第一种方法：在光伏组件不外接负载时，将测量的输出热能作为太阳能聚光光伏光热联产系统输出的总能量；第二种方法：将太阳能聚光光伏光热联产系统中的光伏组件冷却到标准温度时测量输出电能加上将该系统输出散热介质温度调整到某温度测量输出热能，作为太阳能聚光光伏光热联产系统的输出总能量；由于前两种测量方法并未充分考虑太阳能流转换的光电效应和光热效应在光伏组件上同位置同时间进行，这两种方法并不能准确的反映出太阳能聚光光伏光热联产系统的输出性能。另外，为了准确的评估太阳能聚光光伏光热联产系统的热电输出性能，还需考虑到太阳能聚光光伏光热联产系统的辅助能耗。因此，考虑到太阳能流转换的光电效应和光热效应在光伏组件上同位置同时间进行，以及考虑到太阳能聚光光伏光热联产系统的辅助能耗，需要一种更加准确的测量和计算方法来评估太阳能聚光光伏光热联产系统的热电输出性能。

发明内容

针对光电效应和光热效应在光伏组件上同位置同时间进行的太阳能聚光光伏光热联产系统，本发明目的在于提供一种太阳能聚光光伏光热联产系统热电输出性能的测量与计算方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种太阳能聚光光伏光热联产系统热电输出性能的测量与计算方法，包括以下步骤：

1)按照太阳能流的传输以及辅助能源消耗，将太阳能聚光光伏光热联产系统分成：聚光器、光伏组件、散热器、跟踪器以及测控器；

2)太阳总辐照度为G_t，聚光器总采光面积为A_t，则太阳能聚光光伏光热联产系统采集的太阳辐射通量Q_t＝G_tA_t，太阳辐射通量Q_t通过聚光器聚光后照射到光伏组件上后，转换成两部分能量：一部分为太阳能聚光光伏光热联产系统产电功率，另一部分为太阳能聚光光伏光热联产系统产热功率；

3)太阳能聚光光伏光热联产系统的辅助能耗：向散热器提供散热介质的泵功耗，向跟踪器运行提供动力的马达功耗，用于测量并控制系统运行参数的测控器功耗；

4)启动测控器，使得测控器开始检测并设置通过太阳能聚光光伏光热联产系统散热器的散热介质质量流率，启动泵运行，使得散热器工作；启动跟踪器运行，使得太阳能聚光光伏光热联产系统处于跟踪太阳方位的状态；光伏组件开关接A₀点，使得光伏组件处于空置状态不产电；

5)在室外环境太阳总辐照度G_t，直射比R_DNI，环境温度t，环境风速V，散热介质初始温度t_in稳定的条件下，调整太阳能聚光光伏光热联产系统散热器中散热介质质量流率为q₀，使得通过散热器的散热介质最终温度稳定为设定值t_out；

6)当散热介质最终温度稳定为步骤5)所述设定值t_out时，将开关接A₂点，利用IV仪测试出光伏组件的最大功率P_E，再将开关置于A₀点；

7)将开关由A₀调整置于A₁点，调整可调电负载的电功率并使其等于步骤6)中IV仪测试出光伏组件的最大功率P_E；