摘要: 集热器是太阳能光伏光热综合利用（PV/T）装置的核心部件。本文在实验验证数学模型正确的基础上，主要通过数值模拟方法研究了热管式PV/T系统集热器的结构参数对系统光电光热性能的影响机理和规律，为PV/T系统集热器的结构设计及用户根据自身对热电量... 展开 集热器是太阳能光伏光热综合利用（PV/T）装置的核心部件。本文在实验验证数学模型正确的基础上，主要通过数值模拟方法研究了热管式PV/T系统集热器的结构参数对系统光电光热性能的影响机理和规律，为PV/T系统集热器的结构设计及用户根据自身对热电量的需求选择合理结构参数的PV/T系统提供参考。 本文建立了集热器无空气层及存在空气层的热管式PV/T系统的数学模型，利用MATLAB计算软件求解该模型。搭建热管式PV/T系统实验台，对热管式PV/T系统的光电光热性能进行了测试，利用实验数据验证了模型的正确性。采用验证后的数学模型，对热管间距、有无空气层及空气层厚度等结构参数的变化对热管式PV/T系统性能的影响进行模拟计算分析。以?效率和能量效率作为判据，研究了高、低电池覆盖率工况对热管式PV/T系统光电光热性能的影响，重点研究了不同系统参数（电池效率、环境温度、辐射照度、质量流量）的改变对高、低电池覆盖率工况的热管式PV/T系统性能的影响。本文研究得出以下结论： 随着热管间距从40mm增大到120mm，系统光电输出和总得热量均呈现下降的趋势，光电输出的降幅为10.1%，而总得热量的降幅高达21.4%，可见系统全天总得热量受热管间距的影响远比热管间距对系统光电输出的影响更为显著；集热器存在空气层的热管式PV/T系统在光热性能方面具有优势，而无空气层的系统具有更高的光电效率。空气层厚度为2.5cm可以获得更高的光热效率，集热器光电效率几乎不会受到空气层厚度变化的影响。 系统光电性能受电池覆盖率影响很大，电池覆盖率为92%的系统全天光电效率为10.1%，而电池覆盖率为38%的系统全天光电效率仅有4.9%。如果用户更偏重于热能的输出而对电能的需求量较小，可以选择低电池覆盖率的PV/T系统，电池效率、辐射强度的增加以及环境温度、质量流量的降低将有利于增大低电池覆盖率PV/T系统的能量效率和?效率；如果用户对电能的需求量比较大，那么高电池覆盖率的PV/T系统是最优选择，而电池效率、质量流量的增加以及辐射强度、环境温度的降低将增大高电池覆盖率PV/T系统的能量效率和?效率。 收起