研究目的
为提高平板光伏光热(PVT)系统的效率——该系统利用太阳能同时产生热能和电能,本研究通过探究不同流速的水及纳米流体(氧化铜/水、氧化铝/水)作为工质对系统性能的影响。
研究成果
研究证实,在基液中添加纳米颗粒可改善传热特性,表明应用纳米流体能通过增强传热来提高系统效率。采用纳米流体的光伏光热(PVT)系统相比水基系统显示出显著的热效率提升,但电效率差异不显著。以水为工质的PVT系统最佳流量为3升/分钟。为进一步探究纳米流体对效率的影响,应针对可能产生更高电池温度的追踪聚光型PVT系统开展研究。
研究不足
该研究的局限性在于光伏-热(PVT)系统采用固定朝向而未跟踪太阳,这可能限制了传热介质的最高温度及电池表面温度变化。所使用的光伏组件面积非常小,鉴于其热特性,可能不会显著改变电池效率。
1:实验设计与方法选择:
本研究分析了以不同流速的水和纳米流体作为工质的PVT系统效率。该PVT系统由光伏组件、太阳能吸收管、储水箱、循环泵等组成,系统以45度角朝正南安装且无太阳跟踪功能。
2:样本选择与数据来源:
采用水和纳米流体(CuO/水、Al2O3/水)作为工质。纳米流体通过将金属纳米颗粒以0.05 wt.%浓度分散于蒸馏水中制备,并添加表面活性剂以保证分散稳定性。
3:05 wt.%浓度分散于蒸馏水中制备,并添加表面活性剂以保证分散稳定性。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:包括电阻温度检测器(PT100Ω)、热电偶、数据记录仪(GL820)、总日射表(EQ-08)、气象站(Wireless Vantage Pro2 Plus)、太阳能模块分析仪(PROVA 210)以及流量计(PA-60)。
4:0)、总日射表(EQ-08)、气象站(Wireless Vantage Pro2 Plus)、太阳能??榉治鲆牵≒ROVA 210)以及流量计(PA-60)。 实验流程与操作规范:
4. 实验流程与操作规范:实验持续240分钟,温度数据每分钟采集一次并取10分钟平均值。水基实验的流速控制设定为1、2、3和4 L/min。纳米流体采用搅拌与超声相结合的两步法制备。
5:3和4 L/min。纳米流体采用搅拌与超声相结合的两步法制备。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过特定公式计算热效率与电效率,系统总效率评估为两者之和。
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resistance temperature detectors
PT100?
PHOENIX
Measuring temperature at the inlet and outlet of the heat absorbing tube
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data logger
GL820
GRAP-HTEC
Collecting measured temperatures
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pyranometer
EQ-08
Middleton Solar
Measuring solar radiation
-
weather station
Wireless Vantage Pro2 Plus
Davis Instruments
Measuring ambient air conditions
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Solar Module Analyzer
PROVA 210
PROVA
Collecting values of current, voltage, and power produced by the PV module
-
flow meter
PA-60
KOMETER
Controlling the flow rate of the working fluid
-
stirrer
KMC-130SH
VISION SCIENTIFIC
Stirring nanoparticles and surfactant
-
ultrasonicator
KFS-1200N
Korea Process Technology Co.
Dispersing nanoparticles in a fluid
-
thermal characteristic analyzer
KD2
DECAGON
Measuring thermal conductivity and thermal diffusivity of the nanofluids
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