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高光伏支架倍聚光光伏光热一体化系统项目取得

来源:原创 编辑:cms@dh 时间:2019-12-06 13:33

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  聚光光伏发电技术发电效率高,占地面积小,是光伏产业的重点革新方向。中国科学院工程热物理研究所传热传质研究中心近年来基于高强度传热技术研制出高倍聚光光伏电池的控温冷却方法,在高倍聚光光伏光热产业中取得新进展。

  聚光光伏发电技术是一种通过聚光器件将大面积的太阳光汇聚到小面积光伏电池上发电的技术,大幅减少了光伏电池的用量,相比传统的光伏电池,聚光光伏电池的用量减少到1/7000~1/10000,是对光伏发电行业的重要革新。然而,聚光光伏电池会产生较大热量,从而降低光伏电池效率,甚至烧毁电池。因此,对电池进行有效散热、控制电池表面温度是对系统进行优化的重要途径。

  由于聚光光伏电池在高温环境下发电效率较低,课题组将散热和热利用巧妙结合,开发了独特的高效散热兼热回收系统,将回收的余热用于冬季供暖和夏季制冷除湿,给用户提供冷热湿电一体化解决方案,既可有效降低单位投资成本,又能满足用户的各种需求。这种光伏光热一体化系统,适合于乡村校舍、医院、厂房等公共建筑,偏远乡村和别墅区用户,海岛、边防站以及光伏农业等,具有广阔市场前景。

  针对高倍聚光光伏光热一体化系统,课题组完成了聚光光伏发电及余热利用系统的热力学建模和优化分析,确定了最佳运行参数和方案。对于光伏电池的控温问题,课题组设计研发了以热管技术为核心的被动式传热控温器件,实现聚光光伏电池热面温度的控制以及余热的传递和转换。在实验方面,课题组对研发设计的系统模组箱进行了室外实验测试,结果表明模组发电效率平均达到26%,太阳能综合利用率超过75%,均达到国际先进水平。

  目前,研究团队已经在河北衡水建设完成发电量15kW的高倍聚光光伏发电系统的支架和跟踪系统,正在进行其他各部件的安装工作,预计7月份实现示范运行。未来两年内在衡水地区展开中等规模的示范推广,并进一步推向光伏农业、海岛边防区等民用领域。还可以与火电厂结合,实现光煤互补发电,并用余热制冷解决火电空冷机组的渡夏问题。

  该项目获得了国家重点研发计划国际科技合作项目(2016YFE0118100)的支持,目前已发表SCI论文3篇,授权发明专利3项和实用新型专利2项,并参与了1项行业标准的制定。

  聚光光伏发电技术发电效率高,占地面积小,是光伏产业的重点革新方向。中国科学院工程热物理研究所传热传质研究中心近年来基于高强度传热技术研制出高倍聚光光伏电池的控温冷却方法,在高倍聚光光伏光热产业中取得新进展。

  聚光光伏发电技术是一种通过聚光器件将大面积的太阳光汇聚到小面积光伏电池上发电的技术,大幅减少了光伏电池的用量,相比传统的光伏电池,聚光光伏电池的用量减少到1/7000~1/10000,是对光伏发电行业的重要革新。然而,聚光光伏电池会产生较大热量,从而降低光伏电池效率,甚至烧毁电池。因此,对电池进行有效散热、控制电池表面温度是对系统进行优化的重要途径。

  由于聚光光伏电池在高温环境下发电效率较低,课题组将散热和热利用巧妙结合,开发了独特的高效散热兼热回收系统,将回收的余热用于冬季供暖和夏季制冷除湿,给用户提供冷热湿电一体化解决方案,既可有效降低单位投资成本,又能满足用户的各种需求。这种光伏光热一体化系统,适合于乡村校舍、医院、厂房等公共建筑,偏远乡村和别墅区用户,海岛、边防站以及光伏农业等,具有广阔市场前景。

  针对高倍聚光光伏光热一体化系统,课题组完成了聚光光伏发电及余热利用系统的热力学建模和优化分析,确定了最佳运行参数和方案。对于光伏电池的控温问题,课题组设计研发了以热管技术为核心的被动式传热控温器件,实现聚光光伏电池热面温度的控制以及余热的传递和转换。在实验方面,课题组对研发设计的系统模组箱进行了室外实验测试,结果表明模组发电效率平均达到26%,太阳能综合利用率超过75%,均达到国际先进水平。

  目前,研究团队已经在河北衡水建设完成发电量15kW的高倍聚光光伏发电系统的支架和跟踪系统,正在进行其他各部件的安装工作,预计7月份实现示范运行。未来两年内在衡水地区展开中等规模的示范推广,并进一步推向光伏农业、海岛边防区等民用领域。还可以与火电厂结合,实现光煤互补发电,并用余热制冷解决火电空冷机组的渡夏问题。

  该项目获得了国家重点研发计划国际科技合作项目(2016YFE0118100)的支持,目前已发表SCI论文3篇,授权发明专利3项和实用新型专利2项,并参与了1项行业标准的制定。

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