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摘要
目前光伏-热电耦合系统模型多是基于能量守恒原理建立的一维传热模型，忽略了系统表面自然对流及自然辐射换热的影响，对非聚光光伏-热电耦合系统能量分析影响较大。该研究通过ANSYS建立了光伏-热电耦合模型，分析考虑系统表面对流及辐射换热后的系统能量传递过程，研究不同冷却模式下3种不同光伏电池的光伏-热电耦合系统特性，并通过试验对比仿真效率与测量效率，分析仿真模型误差。研究发现系统表面换热对非聚光光伏-热电耦合系统热通量影响主要与环境温度与光伏温度有关，光伏温度越接近环境温度，系统表面对流及辐射换热影响越小。考虑系统表面对流及辐射换热后，3种光伏-热电耦合系统在不同冷却模式下，光伏背板热通量最多减少22.60%。系统表面对流及辐射换热对自然风冷散热模式的光伏-热电耦合系统精度影响最大，光伏背板热通量至少减少9.21%。当冷却效果较好时系统表面对流及辐射换热会导致光伏背板热通量增加，最多增加7.17%。非聚光模式下GaAs光伏-热电耦合系统受辐照度影响最小，600～1 400 W/m2辐照度范围内效率最多减少0.12%。该文所建模型仿真效率最大绝对误差为-0.299 5%，最大相对误差为-3.032 0%，较为适用于非聚光模式的光伏-热电耦合系统特性分析。
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