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采用线性菲涅尔反射镜的单晶硅太阳能电池集中式混合光伏/热系统实验实现与测试

DOI：10.1002/er.4862 期刊：International Journal of Energy Research 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 将太阳能聚光器与光伏（PV）系统集成可减少所需光伏板数量——这些光伏板通常占光伏系统主要成本。线性菲涅尔反射镜因其结构简单、易于制造而被认为更高效。研究搭建了一套采用线性布局与水平吸热器的聚光光伏/热实验测试平台，用于评估其电热性能。该聚光器由不同宽度的平板玻璃镜组成，通过调节各镜面角度将阳光聚焦于安装在主动冷却系统上方的光伏电池。实验研究表明：相比常规非聚光光伏/热系统，在相对较高温度条件下可实现更高的电热效率。光伏电池特性数据显示，无聚光与6.0倍聚光比情况下的电效率值分别为9.6%和11%。接收器进出水温度测量显示，在0.025升/分钟流量下最高出水温度达75°C，热力效率产物为62.3%。这些结果表明该系统在约旦卡拉克省气象条件下具有优良的电热性能。
作者： Mohamed R. Gomaa，Ramadan J. Mustafa，Hegazy Rezk
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

本研究的主要目标是提出一种以水为冷却剂的新型低聚光混合光伏/光热（PV/T）系统设计方案，并提供提升光伏电站输出性能的解决方案。在约旦Al-Karak省的气象条件下对PV/T系统的电性能和热性能进行了测试。

研究成果

对所提出的聚光光伏/热系统的实验研究表明，在相对较高的温度水平下，与通常使用的非聚光光伏/热系统相比，可以实现更高的电效率和热效率。光伏电池的特性也表明，在无聚光和聚光比为6.0的情况下，电效率值分别为9.6%和11%。接收器的进水和出水冷却水温度的测量值显示，在流量为0.025 L/min时，最大出水温度达到75°C，产品热效率为62.3%。这些获得的结果表明，在约旦Al-Karak省的气象天气条件下，具有充分且良好的热性能和电性能。

研究不足

光伏光热（CPV/T）混合系统设计中可能面临的挑战包括：使用低成本反射器将太阳辐射准确精准地聚焦到光伏电池所需区域；除保证太阳跟踪的精度和可靠性外，还需对光伏电池进行充分冷却以维持高功率输出，并实现对热能的有效利用。

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