《高效利用全光谱太阳能的光伏-热光伏电池的最佳匹配》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2021-04-27
  • 多余余热的产生限制了光伏电池的性能,所以去除余热并将其转化为电能是一种很有前途的方法来提高太阳能的利用。提出了一种新型的聚光光谱光伏-热-光电混合系统。全光谱太阳能根据具体要求分为不同的部分。推导了系统效率和功率输出的表达式。综合分析了两子系统的输出电压和面积比、光伏电池中半导体的带隙能量以及太阳能集中系数对系统性能的影响。通过对几个关键参数的优化,解决了两个子系统之间的最优匹配问题。分析了系统的性能特点,通过数值计算得到了混合系统的最大效率和相应的功率输出密度,分别达到47.74%和31.13W cm−2,比单个光伏电池的效率和输出密度分别高9.190%和19.25%。给出了几个关键参数的最优选择准则。与其他基于pv的系统相比,该系统不仅保持了较高的能量转换效率,而且产生了相对较大的功率输出密度。

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    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-17
    • 瑞典科学家将光伏器件与分子太阳能热能存储系统(MOST)集成在一起,该系统充当太阳能电池的滤光器和冷却剂。所提出的组合可实现光伏效率提高 0.2%,太阳能存储效率提高 2.3%。 由瑞典查尔姆斯理工大学领导的一组研究人员制造了一种混合多晶太阳能电池,该电池集成了分子太阳热能(MOST)储能系统,可将电池未充分利用的高能光子转化为化学能。 在建议的系统配置中,MOST 单元充当光伏电池的滤光器和冷却剂。它放置在太阳能电池的顶部,基于光敏有机分子的溶液,该溶液流经微流体芯片,能够通过光异构化过程存储高能光子。 科学家解释说:“这个过程涉及高能蓝色和紫外光子,将母体分子转化为高能亚稳态光异构体。” “存储在 MOST 光异构体中的能量可以用作储备能源,既可以作为热源,也可以用于热电发电。” 在《焦耳》杂志发表的《同时发电和分子太阳能热能存储的混合太阳能装置》一文中,研究小组解释说,他们测试了基于三种降冰片二烯四环烷(NBD-QC)的MOST系统的三种不同配置分子)称为 NBD1、NBD2 和 NBD3。每个分子具有不同的光物理特性。 经过一系列实验测试,研究人员发现,由于NBD3分子具有“卓越”的吸热和隔热能力,因此该器件的性能达到了最佳。 在标准照明条件下进行测试,该太阳能电池的光电转换效率达到了 12.6%,科学家称这比没有 MOST 系统的参考太阳能电池高出 0.2%。这要归功于 MOST 对电池工作温度的冷却作用,电池工作温度从 53℃ 下降到 45℃,降低了 8℃。 测试还表明,MOST混合光伏系统能够以14.9%的太阳能利用效率和2.3%的太阳能存储效率运行。研究小组强调:“组合式 MOST-PV 系统展示了在不同时期(从日常到季节周期)产生更稳定电力的能力。” “理论上,该系统可以设置为全天循环不同的材料,以优化效率。” 展望未来,科学家们表示,他们将致力于使用高效催化剂进行小规模和大规模的循环测试,并开发更多的红移 NBD 候选材料,以使存储效率更接近系统的理论极限。他们总结道:“此外,探索混合技术的技术经济权衡至关重要,例如平衡 MOST 系统和光伏电池之间的效率并考虑热效应。”
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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2021-04-09
    • 本文介绍了一种3马力太阳能直驱光伏空调系统,采用冰蓄热的方式储存太阳能。如果光伏发电突然波动,制冷压缩机就会失去动力,甚至无法启动或关闭。在太阳辐射波动的情况下,为了保证系统持续稳定运行,需要合理的系统设计,使太阳能空调系统的功耗与合适的光伏容量相匹配,同时匹配自适应控制器和合适的压缩机。为了实验研究光伏扰动与制冷压缩机的匹配特性,建立了不同光伏板容量、有无MPPT控制器以及不同类型压缩机的太阳能空调并进行了室外测试。采用变频压缩机和最大功率ppt控制器的系统实验结果表明,该系统具有良好的制冰性能和运行可靠,有效提高了太阳能利用率。昆明地区在日累积总辐射为18.2 MJ/m2时,系统COP最高达到0.289。研究表明,太阳能光伏系统直接驱动蓄冰在电力紧张但需要降温的地区具有一定的应用前景。