研究目的
提出一个完全耦合的三维数值模拟模型，该模型包含CPC-PV/T系统的光学、热学和电学特性，以实现精确的性能评估。
研究成果
三维数值模拟模型有效结合了CPC-PV/T系统的光学、热学和电学特性。Z型散热器设计较U型性能更优，且冷却液选择对系统效率影响甚微。该混合系统相比独立光伏系统具有显著经济效益。
研究不足
该研究假设准稳态条件，并忽略热接触阻力和重力效应。由于采用详细的3D建模，计算成本较高。
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混合式低聚光光伏/热系统三维数值研究
DOI：10.1016/j.energy.2019.116436
期刊：Energy
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
由于同时输出电能和热能，聚光光伏/热混合集热器受到越来越多的关注。为进一步改进聚光混合光伏/热系统，需要采用结合多物理场的仿真方法来准确分析其光学、热学和电学性能。本文针对采用传热流体作为冷却介质、复合抛物面聚光器作为反射镜场的低倍聚光光伏/热系统开展了三维数值研究。通过有限体积法（FV）计算流体力学代码对整体模型进行模拟，并采用蒙特卡洛光线追迹法从理论上验证了光学模型的准确性。研究从数值上分析了不同散热器设计（U型和Z型）及冷却液（水、乙二醇和导热姆VP-1）的影响，同时对比独立光伏电池评估了该混合系统的经济可行性。经适当模型参数调整后，研究结果与实验数据具有良好的一致性。数据显示，在典型工况下该系统总能效和?效率分别可达57.66%和7.94%。相比U型设计，Z型散热器能进一步降低光伏电池平均温度并略微提升输出功率。
作者：
Mostafa M. Abd El-Samie，Xing Ju，Zheyang Zhang，Saadelnour Abdueljabbar Adam，Xinyu Pan，Chao Xu
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