李 洪，张 曼，孙 跃，韩志鹏

被动调节模式环路热管型光伏光热系统性能分析

李 洪，张 曼，孙 跃，韩志鹏

（1. 燕山大学河北省建筑低碳清洁供热技术创新中心，秦皇岛 066004；2. 燕山大学河北省土木工程绿色建造与智能运维重点实验室，秦皇岛 066004）

针对环路热管型太阳能光伏光热系统冬、夏季运行中的不利工况，该研究提出将空调排风引导至集热/蒸发器空气夹层的被动式调节方法，以进一步提升系统的太阳能利用效率。基于质量、动量和能量守恒定律，借助ANSYS Fluent软件建立了被动式调节模式下集热/蒸发器的数学模型，模拟分析了该调节方法对热管循环启动和系统性能的影响，通过室外试验验证了模型的准确性。研究结果表明，夏季工况，采用低档风速调节更有利于维持热管运行，而高档风速则更利于光电效率的提升；与调节前的系统相比，高、中、低档风速作用下的日均光电效率分别提高了8.4%、5.7%和3.5%，日发电量增加了8.0%，5.3%和3.5%。对不同调节策略的研究表明，第一阶段采用低档风速的运行策略可最大程度提升太阳能光热利用，同时保证较优的光电效率。冬季工况下，所提调节方法可有效缩短热管循环的启动时间，日出半小时内的有效集热量增加375.7%。因此，该调节方法对2种不利工况均有一定程度改善，调节策略对系统性能影响较大，应根据用户负荷需求进行选择与优化。

太阳能；模型；试验；效率；热管

0 引 言

为解决传统水冷式太阳能光伏光热（Photovoltaic Thermal，PV/T）系统在寒冷地区应用的冻结问题，众多学者提出了太阳能PV/T技术与热管相结合的热管型太阳能PV/T系统[1-3]，有效扩大了太阳能集热器的应用范围，提高了太阳能的综合利用效率[4-5]。……