PV-PCM-TE系统设计及电热性能分析

作者：王立舒; 白龙; 房俊龙^*; 李欣然

来源：农业工程学报, 2022, 38(20): 171-179.

• 光伏
• 温差
• 混合发电
• 辐照度
• 相变材料
• 接触热阻

光伏温差混合发电系统（Photovoltaic-Thermoelectric,PV-TE）温度随辐照度变化而波动，对系统的太阳能利用率产生较大的影响。将相变材料（Phase Change Material,PCM）加入PV-TE系统，设计基于相变材料的光伏温差混合发电系统（Photovoltaic-Phase ChangeMaterials-Thermoelectric,PV-PCM-TE），通过相变材料的相变潜热特性提高系统在辐照度变化下的稳定性。该文分析了系统内部能量传递与转换过程建立数学模型，搭建试验平台测试PV-PCM-TE系统性能。试验结果表明，在辐照度最高的11:00—14:00期间，光伏电池的最高温度基本维持在相变材料的相变温度，使系统在适宜的工作温度下运行；冷却系统采用水冷，冷却效果优于自然风冷，系统接触面选用高导热率材料减小接触热阻提高系统发电效率；PV-PCM-TE系统相比PV-TE系统，电效率与电功率分别增加了1.05%和16.21%，全年测试期间PV-PCM-TE系统最大电效率为22.28%，最大热效率为32.55%，最大?效率为27.32%。系统所获电能可为现代农业温室环境监控系统、照明系统供电，并为植物生长提供部分热能。

• 单位
  东北农业大学; 牡丹江师范学院; 电子工程学院