王 芳 宓 雪 杨熠邦 宋纪梦 王松庆

(东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

由于化石能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源的开发和利用逐渐成为人们的研究热点。太阳能等可再生能源的利用和推广是缓解能源短缺、解决环境问题的有效方法之一，近年来太阳能光伏发电技术取得了快速发展。太阳能电池板的材料主要有单晶硅，多晶硅，非晶硅和薄膜电池等，其中单晶硅和多晶硅电池用量最大[1]。而理论研究表明，单晶硅太阳电池在0 ℃有最大理论转换效率，但只有30%左右，同时光伏电池的温度严重制约着自身的光电转化效率：在光强一定的条件下，当硅电池自身温度升高时其输出功率将下降，研究表明，光伏电池组件温度每升高1 ℃，光电转化效率降低0.5%[2]。在实际应用中，标准条件下硅电池转换效率约为12%～17%[3]。可以得到照射到电池表面上的83%以上的太阳能未能转换为有用能量，且有相当一部分能量转化成为热能，使电池温度升高，导致电池效率下降。

为尽可能使电池效率保持在较高水平，可以在电池背面敷设流体通道带走热量以降低电池温度。由于空气比热小，热吸收效率低，空气工质收集到的热量又比较分散，难以利用，如果直接排入环境，又造成了这部分热能的浪费。因此用水作为冷却介质进行传热得到了更多的发展。在我国，常泽辉等搭建了一种将铜管加装于太阳能电池背面的管板式PV/T系统[4]，季杰、程洪波等利用特制的扁盒式铝合金集热板降温光伏板[5]，但在选择换热装置时往往伴随着成本的增加，换热和冷却效果十分有限，同时系统性能受外界环境影响很大，这些都在一定程度上影响了光热一体化技术的发展和推广[6]。……