太陽能光伏空調研究及進展

陳雪梅 王如竹 李勇

（上海交通大學制冷與低溫工程研究所 上海 200240）

太陽能光伏空調研究及進展

陳雪梅 王如竹 李勇

（上海交通大學制冷與低溫工程研究所 上海 200240）

本文從目前傳統空調技術的能量利用效率和光伏發電的光電轉換效率的提升說明了太陽能光伏空調廣泛應用的主要技術條件已經成熟；從光伏組件價格下降、光伏系統投資回收期縮短和光伏安裝占地面積減小說明光伏空調的經濟成本已經下降到可與傳統空調競爭的范圍。文中介紹了四種光伏空調的結構，描述了其實際運行測試的實驗過程、各評價指標及運行效果，提出太陽能光伏空調需要深入研究的方向，即高效率的光伏直驅空調、光伏空調與補貼政策、控制策略、行為與節能的關系，以及光伏空調設計軟件。

太陽能；光伏；空調系統

太陽能光伏空調的概念很早就被提出了，但由于光伏組件效率低和價格高的限制，它在各種太陽能空調中一直處于被忽視的狀態［1-3］。近年來，隨著光伏組件價格的大幅度下降，光伏空調的初始投資也相應下降，在各種太陽能空調中顯示出了價格優勢［4-5］，其應用價值逐漸得到重視，對它的研究也多了起來，許多實際應用案例證明了它運行穩定、節約市電和性能較高的特點。光伏空調作為龐大的制冷空調市場和潛力巨大的光伏發電市場的結合點，其巨大的市場潛力越來越受到人們的關注。

據統計顯示［6］，我國建筑能耗占社會總能耗的27.6%，尤其以建筑空調能耗較大，一般賓館、寫字樓空調能耗約占建筑總能耗的30%～40%，大中型商場空調能耗高達50%。建筑空調的節能已成為國家節能減排的重要內容之一。光伏空調利用儲量豐富、分布廣泛和清潔的太陽能獲得舒適的室內環境，自發自用，不需要或者很少需要電能，其設備簡單，運行可靠。另一方面，在沒有空調或采暖需求時，并網光伏空調的光伏系統就是一個光伏電站，所發的電量能以顯著高于常規電源的上網電價賣出［7］，安裝光伏系統也能夠享受政府的補貼［8］。

未來空調的選擇必將會越來越多地強調其環境影響，比如二氧化碳的排放。Wang C G等［9］分析了安裝于長沙的光伏空調，考慮施工過程的碳排放，與傳統空調相比，一臺額定制冷量為7.12 kW的光伏空調，光伏組件安裝容量為1700 W時，僅在每年的制冷和供暖季節就能夠減少約0.427 t碳排放。Otanicar T等［4］比較了多種太陽能空調（光伏空調、吸收式空調、吸附式空調和除濕空調）在其生命周期內（此處均假設為20年）的碳排放，研究過程中將集熱器或光伏組件、儲能裝置和制冷劑三部分引起的溫室效應也換算成碳排放量，結果發現光伏空調的二氧化碳總排放量最少?？梢?，光伏空調是環境友好的，能在一定程度上有助于實現節能減排的目標。

中國許多城市面臨夏季用電高峰問題，造成過多的電力設備投資，因城市電力緊張出現的“拉閘限電”情況也時有發生，給人們帶來諸多不便［10］。峰值一般出現在炎熱的午后，此時空調負荷最大。而夏季空調負荷最高的時段也對應于光照最強和光伏發電量最大的時段，因此，光伏空調利用陽光做“免費”的熱量搬運工，能起到很好的“削峰”作用，從而緩解用電高峰問題。

本文回顧了國內外光伏空調的研究進展，首先介紹了光伏空調的系統及分類，其次從技術成熟和經濟成本兩個方面說明了光伏空調能夠得到推廣應用，然后列舉了獨立光伏空調和并網光伏空調的實際運行案例，各項測試指標顯示了其良好的運行效果，最后總結了光伏空調在未來可深入研究的問題。

1　光伏空調系統及分類

傳統的蒸氣壓縮式空調利用電網提供的電能驅動壓縮機工作，而光伏空調的能量主要來源于光伏陣列，不用或者少用電網的電能。常見的空調種類繁多，家用小型空調有窗式、分體掛壁式、分體柜式等，小型集中空調有風管式系統、冷/熱水機組、變制冷劑流量系統等，商用大型集中空調有離心式冷水機組、螺桿式冷水機組等，這些空調形式均可以與光伏陣列結合，設計滿足不同制冷量需求的光伏空調。

光伏空調按照是否接入電網可以分為獨立型和并網型兩種。獨立光伏空調不與電網連接，一般配備蓄電池或者緩沖電池以保證能量的持續供應，非常適用于偏遠無電地區，主要由光伏陣列、空調設備、蓄電池組或緩沖電池和充放電控制器等組成。其中交流型獨立光伏空調應包含逆變器。圖1所示為交流型獨立光伏空調的結構及能量流動的方向。并網光伏空調以電網作為能量緩沖、儲存和補給的媒介，主要由光伏陣列、空調設備和逆變器（直流無逆流系統不需要逆變器）等組成。按照光伏所發的剩余電量是否反饋給電網，并網光伏空調又可以細分為有逆流系統和無逆流系統［11］。有逆流系統的能量可以在電網與光伏空調之間雙向流動，光伏所發的電能優先供空調使用，超出空調需求的電量反饋給電網，不足的電量由電網補充；無逆流系統的能量只在電網與光伏空調之間單向流動，超出空調需求的電量不反饋給電網從而不能被利用，不足的電量由電網補充。圖2所示為交流型并網有逆流光伏空調的結構及其能量流動的方向。

圖1　交流型獨立光伏空調結構及能量流動示意圖Fig.1 AC stand-alone PV air conditioning system and its energy flows

圖2　交流型并網有逆流光伏空調結構及能量流動示意圖Fig.2 AC grid-connected round-way PV air conditioning system and its energy flows

按照空調設備使用交流電還是直流電，光伏空調可以劃分為交流型和全直流型兩種。交流型光伏空調可以在傳統空調的基礎上改造而成，由逆變器將光伏所發的直流電轉換為交流電供空調使用。目前處于光伏空調發展的初期，研究者多針對這種光伏空調進行研究。全直流型光伏空調（或稱光伏直驅空調）中的空調設備能夠不經過逆變器的轉換直接利用光伏所發的直流電。在目前的空調設備中，壓縮機電機和室內外風機多使用永磁同步電機和直流無刷電機［12-13］，電機工作過程中需要將電網的工頻交流電轉換為直流電，而全直流型光伏空調減少了“直流-交流-直流”的轉換，能夠提升能量的利用效率［14］。最近幾年，全直流光伏空調已有生產和應用［15-16］。

2　技術進展與經濟分析

2.1技術成熟

光伏空調是基于光伏發電技術與空調技術發展而來的?？照{技術的應用已有近百年歷史，傳統蒸氣壓縮式空調一般都有較高的能量利用效率，即能效比（EER）和性能系數（COP）較高，意味著獲得單位制冷量或供熱量僅需要使用少量電能，使光伏空調需要的光伏電池板安裝面積降低，從而經濟成本也降低。近年來，采用永磁同步電機驅動的變頻空調的應用和普及［12］也為利用光伏所發的直流電提供了便利。利用光伏所發的直流電直接驅動空調設備，不經過“直流-交流-直流”的轉換，能在一定程度上提高能量的利用效率。

光伏空調的應用也得益于晶硅電池光電轉換效率的提高，因為這使得光伏組件的成本與所需的安裝面積均大幅度下降。光伏空調一般由安裝于屋頂的單晶硅或者多晶硅光伏組件提供電能。目前，多晶硅電池量產效率為18% ～18.5%，單晶硅電池量產效率為19.8% ～21%［17］。多晶硅電池的效率普遍較單晶硅的低，但由于多晶硅太陽能電池的生產成本相對較低，發展十分迅速，截至2011年，多晶硅太陽能電池的市場份額已經占各類太陽能電池的57.8%［18］。

光伏空調在國內外已經有了實際應用案例，測試結果顯示光伏發電和空調耗電有較好的匹配關系，光伏空調有較高的太陽能利用效率，運行中只需要很少或者不需要電網提供的電能，可以起到很好的節電和削峰效果。以下將詳細分析幾類光伏空調實際的運行情況。

2.2經濟成本

初始投資在某種程度上決定了技術的推廣。在過去的幾十年，光伏電池的價格居高不下，使得光伏發電少人問津。而最近幾年，光電轉換效率提高，光伏組件價格大幅下降，光伏發電得到越來越多的關注。國際光伏技術路線圖（ITRPV-2015）［19］給出了光伏組件的價格隨光伏產業累計出貨量（即光伏生產廠家賣出的光伏組件功率總和）的變化關系以及未來幾年的預測結果，如圖3所示。圖中的黑點表示從1976年到2014年12月的光伏組件平均價格與累計出貨量的關系。可以看出，盡管在100 MWp處出現波動，但出貨量小于3.1 GWp（截至2003年底）時，每個點基本呈線性分布，這表明每次光伏組件的累計出貨量翻倍時，平均的賣出價格就會下降21%。圖中有較大差異的黑點是由2003—2013年之間的巨大市場波動造成的。空心圓點表示ITRPV對未來幾年光伏組件的價格與出貨量的預測結果。光伏組件價格的下降扭轉了光伏空調的不利局面，初始投資已與其他各種太陽能空調相差不大或者更低［5］。據預測，在未來一段時間，光伏空調的初始投資將繼續下降，下降幅度將大于其他太陽能空調［4］。

圖3　光伏組件價格與累計出貨量的變化關系以及未來的變化趨勢［19］Fig.3 Learning curve ofmodule price as a function of cumulative PV module shipmentsw ith historic price data and the ITRPV 5 th edition cost trend［19］

從初始投資的角度來看，光伏空調遠高于傳統空調，這主要是因為光伏組件的初始投資較高，幾乎占整個系統的一半［4］。但從整個生命周期來看，光伏空調與傳統空調相比的經濟效益問題歸結于光伏發電部分的回收期問題?？紤]政府對光伏發電的補貼政策［8］，如果光伏空調所發的電量能得到與光伏發電站同樣的補貼，經濟效益可以比傳統空調更好。屋頂光伏發電系統根據不同的運營模式和補貼政策，回收期差異較大。邵漢橋等［20］詳細分析了居民和工商業分布式光伏電站在我國Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ類太陽能資源地區的經濟效益，結果顯示光伏系統的靜態投資回收期通常為5～11年。按照最近2年光伏電池的出貨價格以及光伏電站的補貼政策估算，光伏空調的投資回收期有可能降至3～5年。光伏空調的光伏發電部分能在生命周期內收回成本并盈利，使得光伏空調與傳統空調相比有更好的經濟效益，甚至可以在生命周期內實現全部免費使用的空調。

隨著光伏發電的大范圍應用，光伏發電的政府補貼必將會越來越少。如果不考慮補貼政策，光伏空調相比于傳統空調是否還具有優勢呢？本文首先考慮居民用光伏空調中光伏部分的回收期。利用邵漢橋等［20］介紹的武漢某居民用3 kW分布式光伏電站為例，總造價為27 000元，年發電量為3 219 kW·h，假設光伏發電100%被空調自用，則平均每個月空調使用光伏電268.25 kW·h。按照文中調研的階梯電價計算，年光伏電收益為1 897元，扣除150元的維護費用后得到1 747元，則靜態投資回收期為15.5年。工商業電價比民用電價高，因此供工商業用戶使用的光伏空調會更具吸引力。以邵漢橋等［20］研究的武漢某工商業廠房的200 kW光伏電站為例，總造價為180萬元，年發電量為214 500 kW·h，假設光伏發電100%被空調自用。按照文中的工商業電價計算，年光伏電收益為21.1萬元，扣除1萬元的維護費用后得到20.1萬元，則靜態投資回收期為9年?？梢钥闯?，即使完全不考慮光伏的補貼政策，光伏空調相比于傳統空調仍然有較明顯的優勢，尤其是對于工商業用戶來說。

光伏空調初始投資的降低，除了由于光伏組件本身價格的降低，也由于較高的空調能量利用效率和光電轉換效率使得所需的光伏陣列面積降低。Otanicar T等［4］比較了適于家庭使用（制冷量為17.58 kW）的多種太陽能空調系統需要的光伏組件或者集熱器面積，結果發現光伏空調與其他太陽能空調相比，需要的安裝面積最少。Hartmann N等［21］以辦公建筑為例，模擬了并網光伏空調和單效LiBr吸收式空調相比于傳統空調的節能與經濟情況，結果顯示:節約等量的一次能源，吸收式空調需要的平板集熱器面積比光伏空調需要的光伏組件面積約多出六倍。而在均節約36%的一次能源的情況下，光伏空調與傳統空調相比，投資相當于吸收式空調的73%。從節約一次能源和經濟成本兩個方面分析，光伏空調均優于吸收式空調。對于屋頂資源有限的城市居民來說，光伏空調比其他太陽能空調更有吸引力。

3　光伏空調典型案例分析

3.1小型獨立光伏空調

小型獨立光伏空調系統用蓄電池作為能量存儲和緩沖單元，不需要接入電網，通過調節蓄電池和光伏系統的容量比例，便可滿足大部分情況的能量需求。該類空調尤其適用于偏遠缺電地區單個房間的冷暖需求。其主要缺點是蓄電池的壽命短、投資高，并且如遇到連續的陰雨天氣，空調可能因為供電不足而無法使用。

上海交通大學Li Y等［22］實驗研究了獨立光伏空調在以上海為代表的夏熱冬冷地區的運行情況。實驗將一臺家用變頻空調增加光伏組件、控制器、逆變器和電池組后改造為光伏空調。所增加的光伏組件的相關參數見表1，被改造的變頻空調的相關參數見表2，該光伏空調的連接電路與測試點分布如圖4。光伏組件的安裝容量為1.92 kWp，系統安裝于面積為23.5 m2的房間內，空調在白天的運行時間設置為9∶00～17∶00，用以模擬辦公建筑的空調使用情況。該系統在夏季某晴朗白天的制冷模式下和冬季某晴朗白天的供暖模式下的實驗結果說明:光伏陣列在夏日和冬日實測的光電轉換效率分別為11.9%和12.4%，逆變器的實際轉換效率為70% ～80%；系統的太陽保證率（solar fraction，即光伏電池板供給的總電量與空調實際耗電量之比）在夏日和冬日分別約為80%和85%，即光伏發電量可以滿足建筑物白天的大部分冷熱負荷需求，而夏日較高的制冷負荷使得系統的太陽保證率比冬日低；該系統有較高的太陽能利用效率，其COPsolar（即空調制冷量或供熱量與太陽輻射量之比）在夏季制冷時為0.32，在冬季供暖時為0.37；太陽能直接利用率（solar direct consumed ratio，即光伏發電量中直接經逆變器被空調利用的部分與光伏總發電量的比值）在夏日和冬日分別為78%和70%，可見夏日的光伏發電與空調耗電有更好的匹配性。

表1　光伏組件參數［22］Tab.1 The parameters of PV module［22］

表2　變頻空調參數［22］Tab.2 The parameters of inverter air conditioner［22］

3.2小型并網家用光伏空調

小型并網光伏空調系統用電網作為能量存儲和緩沖單元，主要滿足單個房間的冷暖需求，根據用戶能夠提供的光伏安裝面積，光伏部分的安裝容量可大可小。該類空調與小型獨立光伏空調相比造價更低，而且不受連續陰雨天氣的限制。

圖4　獨立光伏空調連接電路與測試點示意圖［22］Fig.4 The circuit and test points of stand-alone PV air conditioning system［22］

Aguilar F J等［23］將一臺家用變頻空調器改造為光伏空調，用來研究并網無逆流光伏空調對位于西班牙的某辦公建筑的制冷和供熱情況，該光伏空調的連接電路及測試點分布見圖5。該光伏空調的光伏系統容量為0.69 kWp。實驗研究了該系統的太陽能貢獻率（solar contribution，即光伏空調使用的光伏電量與總耗電量之比），空調設備的制冷能效比EEREQ和供暖性能系數COPEQ（即制冷量或供暖量與空調設備耗電量之比），以及系統的制冷能效比EERSYST和供暖性能系數COPSYST（即制冷量或供暖量與系統消耗的電網電量之比），制冷季節和供暖季節在不同時間段的各月平均結果列于表3。該系統在夏季和冬季都能穩定運行，夏季的節能效果明顯優于冬季，一方面是因為夏季的制冷能效比較高，即每單位電能可以得到更多制冷量，另一方面是因為夏季太陽能貢獻率較高，使得光伏空調比傳統空調節約更多電能。

圖5　并網光伏空調連接電路及測試點示意圖［23］Fig.5 The setup and test points of grid-connected PV air conditioning system［23］

3.3小型并網多聯機系統

小型并網光伏空調系統非常適合于滿足別墅的需求，如屋頂光伏系統設計得當，便可能提供所有的空調用能，余電還能供給其他電器，有望實現家庭“零耗電”。

光伏直驅變頻多聯機系統于2015年4月中旬在上海交通大學中意綠色能源樓（經緯度:31.02°N，121.44°E）安裝和調試完成，實現并網發電。該系統屬于小型并網有逆流空調系統，包含兩臺制冷量和制熱量分別為33.5 kW和37.5 kW的光伏直驅變頻多聯機機組，該多聯機機組由格力電器股份有限公司提供，型號為GMV-Y335WM/A。光伏系統由晶科能源控股有限公司提供的38塊組件構成，組件型號為JKM265P-60，總安裝容量為10.07 kWp，預計光伏系統年發電量約為11 000 kW·h。光伏直驅變頻多聯機機組可以直接利用光伏陣列所發的直流電，避免了“直流-交流-直流”的轉換，僅將大于空調負荷的光伏電量進行逆變上網，可以提高能源利用效率。該系統還能夠通過“好e控”實現能量的偵測、顯示和管理，方便用戶做出適當的能源決策選擇。

表3　并網光伏空調實驗測量結果［23］Tab.3 The testing results of grid-connected PV air conditioning system［23］

該光伏直驅變頻多聯機系統自安裝以來，運行效果較好。表4所示為系統分別在4月12日和5月20日的運行情況，表中當天的氣溫和當天水平面總輻射量由安裝于中意綠色能源樓樓頂的氣象站提供，其余數據由光伏空調系統的能源管理中心“好e控”提供，數據記錄時間均為下午16∶40左右。這兩日的最高氣溫均出現在午后14∶00左右，由于氣候并不炎熱，空調的當天耗電量較小，光伏發電滿足空調的負荷之后，仍然有較多的電量經室外機的逆變單元逆變之后輸入電網。

表4　光伏直驅變頻多聯機系統在2015年4月12日和5月20日的運行情況

3.4大型并網光伏空調

大型并網光伏空調系統對工業建筑的用戶吸引力最大。因為工業建筑內部對空調的需求量很大，加上工業用電的電費比居民用電的高，導致每年的電費很高。而工業建筑常常有很大的屋頂空間，如果能鋪上光伏陣列，光伏空調自發自用，便能節省很大的電費開支。

珠海某辦公樓工程總面積約8 000 m2，建筑冷負荷為2 790 kW。該辦公樓安裝的400 kW光伏直驅變頻離心機系統［14］截至2015年10月已穩定運行了兩年，該系統屬于并網有逆流系統，系統結構見圖6。其光伏安裝容量為390.5 kWp，年發電量約40萬kW·h。圖7所示為該系統在空調使用季節（5～10月）的發用電情況，僅在空調使用季節光伏發電量總計為17.9萬kW·h，空調耗電量為14.1 萬kW·h，實現了能量的自給自足。在非空調使用季節，該系統的光伏陣列相當于光伏電站，所發的電能可全部供給電網或者供給辦公樓的其他電器，能夠獲得較好的經濟效益。該系統使用了無DC/ DC的光伏直驅控制技術和三元換流控制策略，與光伏發電加空調系統的模式相比，能量利用效率提高了6%～8%。

4　需要深入研究的問題

光伏空調在未來將有助于有效解決能源和環境等相關問題，但目前對光伏空調的研究才剛剛起步，大部分研究均局限于討論光伏空調應用的可行性。光伏技術和空調技術均已有較長的應用時間和較廣的應用范圍，兩者的結合（即光伏空調）也有許多實際的應用案例。光伏組件的價格下降以后，光伏空調的經濟成本大幅度下降，在未來還有很大的降價空間。

圖6　光伏直驅變頻離心機系統結構圖［14］Fig.6 The structure of PV direct-driven inverter centrifugal system［14］

圖7　光伏直驅變頻離心機系統發用電統計圖［14］Fig.7 The power generation and consumption of PV directdriven inverter centrifugal system　14］

國內外研究者通過實驗驗證了光伏空調能夠穩定運行，實驗和模擬結果顯示光伏空調有較高的能量利用效率。各方面均顯示光伏空調的實際應用是可行的。迫于能源和環境的壓力，光伏空調在未來必將得到更加廣泛的應用，但仍然還有很多工作要做。

1）對并網有逆流系統而言，交流型光伏空調的能量損失比全直流光伏空調大，原因在于:逆變器將直流電轉換為交流電和空調內部再將交流電轉換為直流電。逆變器的最大效率雖然能夠達到97% ～99%［24-25］，但在工程實例中，其實際效率通常偏低，特別是逆變器輸入功率較小的情況［26-27］。此外，目前變頻空調已經得到普及，其壓縮機電機基本為永磁同步電機［12］，在工作時空調內部會經歷一個將電網的工頻交流電轉換成直流電的過程，該過程對應一定的電能損失。用光伏所發的直流電直接驅動的全直流光伏空調（即光伏直驅空調）相比于交流型光伏空調，可以省去“直流-交流-直流”的轉換過程。因此，根據光伏發電的特點，設計發電和用電高度匹配度高的光伏直驅空調從而提高能量利用效率將是未來研究的一個重點。

2）為了縮短光伏系統的投資回收期，研究設計電量管理策略時應該將光伏空調與補貼政策相結合。由于并網有逆流光伏空調的光伏電大部分沒有反饋進入公共電網，而是直接被空調利用，該部分光伏電便不能享受到光伏并網發電的補貼政策，從而造成一定的經濟損失。因此，針對光伏空調的特點制定相應的計量和補貼政策，從而鼓勵其推廣和應用，就變得十分必要。

3）光伏空調的復雜功能和高能量利用率的實現依賴有效的控制策略，實現針對性強的控制策略將是未來的一個研究重點。以并網有逆流系統為例，首先光伏發電具有不穩定的特點，空調耗電也處于動態變化中，為了使能量達到平衡，電網在供電與受電之間動態轉換，則要求控制策略實現能量的快速高效管理，并且不對電網造成較大沖擊；其次，為了獲得最大的經濟效益，控制策略將有助于根據買進和賣出的電價政策實現光伏電的上網控制，以及空調優先使用光伏電還是市電；最后，光伏空調有可能成為建筑的能量管理中心，智能的控制策略將能夠記錄和分析建筑能量使用情況，從而改善能量管理方式實現建筑節能。

4）空調節能的研究，不應該局限于對空調技術的研究，還應該研究人的行為習慣與空調節能的關系。有研究發現［28］，節能行為對降低空調能耗有較大作用，因此有必要通過研究行為習慣與空調的關系設計有效的節能運行模式以及引導人們的節能行為。

5）太陽能光伏空調的推廣應用必須充分考慮所在地點的經緯度、太陽能資源、建筑物朝向、建筑物熱負荷等綜合情況，結合全生命周期以及能源價格等，通過模擬分析獲得最優的太陽能光伏系統和空調系統的電力配置方案是應該重點考慮的實際問題。相關設計軟件的開發和應用能夠幫助設計人員做出最優化的配置方案，并通過模擬分析明確地告知用戶太陽能光伏空調系統的發用電量、投資回報和系統效率等情況。

5　結論

隨著光伏發電技術和空調技術日趨成熟，光伏組件價格的下降和效率的提高，以及光伏系統的補貼政策等因素，光伏空調相比于傳統空調有很明顯的優勢，特別是針對工商業用戶。通過幾類常見光伏空調系統的實際運行案例和各項測試指標均顯示了其良好的運行效果。未來尚需進一步研究光伏發電和空調耗電高度匹配的光伏直驅空調以提高能量的利用效率，針對光伏空調自發自用的特點制定合適的計量和補貼政策以鼓勵光伏空調的推廣應用，制定光伏空調的智能控制策略以實現其穩定運行、最大經濟效益和建筑的能源管理，研究行為習慣與空調節能的關系，以及開發光伏空調的設計模擬軟件。

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Wang Ruzhu，male，professor in solar cooling，Institute of Refrigeration and Cryogenics，Shanghai Jiao Tong University，+86 10-34206548，E-mail:rzwang@sjtu.edu.cn.Research fields:energy reuse in air conditioning system；thermally driven refrigeration technologies by low-grade heat；utilization of sustainable energy and energy saving in buildings；cryogenic heat transfer and cryogenic system.

Study and Development of Photovoltaic Air Conditioning System

Chen Xuemei Wang Ruzhu Li Yong
（Institute of Refrigeration and Cryogenics，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai，200240，China）

The photovoltaic（PV）air conditioning system is introduced in this paper aswell as its classification.Both the high efficiency of the traditional air conditioning system and the improvementof photoelectric conversion efficiency indicate that themain technologies for the extensive applications of PV air conditioning system are available.On the other hand，the investments of PV air conditioning system have been decreased significantly due to the price drop of the PV modules，the shortening of PV system pay-back time and the reduction of total necessary PV module areas.The structures of four kinds of PV air conditioning systems and their test conditions are described in detail here，and the testing results show their satisfying performance.Finally，this paper discusses five issues for our future work，namely，high-efficiency PV direct-driven air conditioning system，subsidy supports for PV air conditioning system，control strategies，the interactions between human behaviors and energy saving of air conditioning system and developing software for designing PV air conditioning system.

solar；photovoltaic；air conditioning system

About the

TK511.3；TU831.3

A

0253-4339（2016）05-0001-09

10.3969/j.issn.0253-4339.2016.05.001

國家自然科學基金國際（地區）合作與交流項目（5151101162）資助。（The projectwas supported by the Key Project of the Natural Science Foundation of China for International Academic Exchanges under the Contract（No.5151101162）.）

2015年12月14日

簡介

王如竹，男，教授，上海交通大學制冷與低溫工程研究所，（021）34206548，E-mail:rzwang@sjtu.edu.cn。研究方向:制冷空調中的能源利用；低品位熱能制冷技術；太陽能與自然能源利用與建筑節能；低溫傳熱與低溫系統。