基于相变材料的PVT系统性能的数值与户外实时实验研究

摘要： 光伏发电是应对日益枯竭且对环境有害的化石燃料的合适选择。然而，光伏组件电池温度升高会降低其电性能。因此，为提升电性能并获取可用热能，光伏光热（PVT）系统是适宜的技术方案。此外，在光伏光热系统中添加相变材料（PCM）可进一步实现冷却光伏电池与储热的双重效益。但目前仍存在系统热量传递效率不足的问题，导致PVT和PVT-PCM系统性能较低。 本文采用铝制集热器材料，通过创新设计增强传热性能，并将其集成于PVT和PVT-PCM系统?；贑OMSOL Multiphysics?软件建立三维有限元模型，在辐照强度200-1000 W/m2范围内进行数值分析实验验证（质量流量固定为0.5LPM，进水温度保持32°C）。实验在户外自然条件下开展，通过顶部水箱方案实现?？楸欢淙?。数值模拟与实验结果具有良好一致性：PVT-PCM系统使光伏组件温度分别降低12.6°C和10.3°C；光伏电效率数值/实验最高值分别为13.72%/13.56%（PV）和13.85%/13.74%（PVT）；PVT-PCM电效率数值/实验值为13.98%/13.87%。PVT系统电性能提升幅度为6.2%/4.8%（数值/实验），PVT-PCM系统提升7.2%/7.6%。