雙軸跟蹤和單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T 系統(tǒng)的熱電性能研究

黃 曄，張高明，高 峰，劉志兵，王澤昕，魏進(jìn)家*

(1. 陜西榆林能源集團(tuán)有限公司，榆林 719000；2. 西安交通大學(xué)動(dòng)力工程多相流國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710049；3. 國(guó)家電網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，太原 030001)

0 引言

聚光光伏光熱(CPV/T)系統(tǒng)是一種新型的太陽(yáng)能利用技術(shù)，由于其可以同時(shí)產(chǎn)熱和產(chǎn)電，也可以與采暖、制冷、海水淡化及干燥除濕等生產(chǎn)和生活方面常見的應(yīng)用場(chǎng)合相結(jié)合，具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景。聚光器是CPV/T系統(tǒng)中主要的核心部件之一，根據(jù)聚光器幾何聚光比C的不同，CPV/T系統(tǒng)可以分為高倍聚光(C≥100)CPV/T系統(tǒng)、中倍聚光(10

對(duì)于中倍聚光和高倍聚光CPV/T系統(tǒng)而言，聚光器一般采用成像聚光器，如碟式聚光器[3]和菲涅爾透鏡[4]等。成像聚光器對(duì)于加工制造精度和跟蹤精度均有相當(dāng)高的要求，而且由于該類聚光器的聚光能量密度太高，需要采用換熱能力極強(qiáng)的冷卻技術(shù)。

而對(duì)于低倍聚光CPV/T系統(tǒng)而言，聚光器一般采用非成像聚光器。由于非成像聚光器對(duì)于加工制造和跟蹤精度的要求均相對(duì)較低，而且對(duì)于換熱的要求也不高，因此在綜合考慮投資、運(yùn)行維護(hù)成本和輸出性能等方面因素后發(fā)現(xiàn)，低倍聚光CPV/T系統(tǒng)更具有應(yīng)用前景。

目前針對(duì)低倍聚光CPV/T系統(tǒng)聚光器的研究主要集中在V形槽式反射鏡[5]和復(fù)合拋物面聚光器(CPC)[6]等方面。丁超等[5]設(shè)計(jì)了一種新型的雙V形低倍聚光結(jié)構(gòu)，采用鋁板貼膜的方式制作反射鏡，既減輕了聚光器的重量，又降低了成本；同時(shí)還建立了聚光器的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)聚光鏡的結(jié)構(gòu)尺寸、鏡面角度進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析，得出了聚光器鏡面的最優(yōu)角度。吳小龍等[7]設(shè)計(jì)搭建了一種V形槽式低倍CPV/T一體化組件，利用TracePro軟件模擬發(fā)現(xiàn)，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整反光鋁板的安裝角度，在太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)，V形槽安裝角度在20°～30°之間可以確保該一體化組件整體的聚光效率最高。孫健等[8]設(shè)計(jì)并搭建了低倍復(fù)合拋物面聚光鏡CPV/T單通道空氣系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)不同工作環(huán)境下CPV/T系統(tǒng)的熱、電性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示，CPV/T系統(tǒng)的系統(tǒng)效率隨太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的增加而增大，系統(tǒng)的最大光電轉(zhuǎn)換效率為11%，最大光熱轉(zhuǎn)換效率為70%；最大?效率為16%，比單純發(fā)電時(shí)的最大?效率提高了約5%。PROELL等[9]搭建了一個(gè)尺寸為1460 mm×600 mm×150 mm的CPCPV/T系統(tǒng)，并測(cè)試了該系統(tǒng)的性能，結(jié)果表明，出口水溫為107 ℃且系統(tǒng)采用MPPT時(shí)，該系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換效率比尺寸相同的平板PV/T系統(tǒng)的提高了1倍。

由于V形槽式反射鏡的設(shè)計(jì)、制造及裝配都較為簡(jiǎn)單，因此其成為早期低倍聚光CPV/T系統(tǒng)常采用的聚光器之一。但由于V形槽式反射鏡的幾何聚光比一般都不超過(guò)3，導(dǎo)致其不適合用于熱流密度需求高的場(chǎng)合。而相比于V形槽式反射鏡，在材料消耗可控范圍內(nèi)，復(fù)合拋物面聚光鏡(CPC)的幾何聚光比可以提升到4～10；而且由于CPC擁有較大的采光半角，使其對(duì)于跟蹤精度的要求較低。

基于上述考慮，本文選用CPC作為CPV/T系統(tǒng)的聚光器，搭建了2套分別采用雙軸跟蹤和單軸南北向跟蹤方式的CPV/T系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并測(cè)試了采用不同跟蹤方式的CPV/T系統(tǒng)的熱、電性能。同時(shí)從理論上建立了可用于預(yù)測(cè)采用2種跟蹤方式的CPV/T系統(tǒng)熱、電性能的模型，并利用理論模型對(duì)雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)進(jìn)行了能量衡算，分析了系統(tǒng)的能量損失，并提出了提高系統(tǒng)效率的方法。

1 CPV/T系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹

本文搭建的分別采用雙軸跟蹤和單軸南北向跟蹤方式的CPV/T系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)物圖如圖1所示。

圖1 采用2種跟蹤方式的CPV/T系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)物圖Fig. 1 Photo of CPV/T system experimental platform with two tracking modes

不同跟蹤方式的實(shí)現(xiàn)，需要光學(xué)傳感器和電機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)作。雙軸跟蹤方式采用四象限傳感器進(jìn)行信號(hào)探測(cè)，通過(guò)2臺(tái)電機(jī)在東西向和南北向2個(gè)方向進(jìn)行跟蹤；單軸南北向跟蹤方式采用二象限傳感器進(jìn)行信號(hào)探測(cè)，只需要通過(guò)1臺(tái)電機(jī)在南北向進(jìn)行跟蹤。

由于傳統(tǒng)的CPC高度過(guò)高，制造難度和成本均偏高，因此在本CPV/T系統(tǒng)中，采用西安交通大學(xué)自主研制的消除多次反射(EMR)型CPC。該EMR型CPC的高度僅為傳統(tǒng)CPC的49%，材料消耗降低一半以上，制造成本大幅減少[10]。本CPV/T系統(tǒng)主要由EMR型CPC及多晶硅PV/T組件組成。其中，多晶硅PV/T組件由光伏玻璃、EVA、多晶硅太陽(yáng)電池、TPT、保溫層及鋁合金方管通道組成，其結(jié)構(gòu)和能量傳輸示意圖如圖2所示。其中，φt為入射的總太陽(yáng)輻射通量，W；Pe,t為多晶硅太陽(yáng)電池輸出的電功率，W；φth,t為冷卻工質(zhì)回收的熱功率，W；φ1為聚光環(huán)節(jié)損失的太陽(yáng)輻射通量，W；φ2為多晶硅PV/T組件玻璃蓋板反射的太陽(yáng)輻射通量，W；φ3為多晶硅PV/T組件上表面的熱損失，W。

圖2 CPV/T系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量傳輸示意圖Fig. 2 Schematic diagram of CPV/T system structure and energy transmission

2 CPV/T系統(tǒng)的熱、電性能理論模型

2.1 雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的能量傳輸方程及其數(shù)學(xué)模型

如圖2所示，太陽(yáng)能能量在CPV/T 系統(tǒng)的傳輸環(huán)節(jié)包括聚光環(huán)節(jié)、光伏發(fā)電環(huán)節(jié)及光熱利用環(huán)節(jié)。聚光環(huán)節(jié)的主要設(shè)備為EMR型CPC；光伏發(fā)電環(huán)節(jié)的主要設(shè)備為多晶硅太陽(yáng)電池；光熱利用環(huán)節(jié)的主要設(shè)備為冷卻工質(zhì)流經(jīng)的鋁合金方管通道。能量在這些環(huán)節(jié)的傳輸與轉(zhuǎn)換過(guò)程中，共涉及到7個(gè)能量參數(shù)，分別為φt、φ1、φ2、φ3、Pe,t、φth,t及多晶硅PV/T組件底部損失的熱流量φ4。但由于多晶硅PV/T組件底部采用保溫層，能量損失很低，因此可忽略φ4的影響。

簡(jiǎn)化后的CPV/T系統(tǒng)的能量傳輸過(guò)程共涉及6個(gè)能量參數(shù)，根據(jù)能量守恒定律，可以得到如下關(guān)系式：

為了計(jì)算得到上述6個(gè)能量參數(shù)，需要計(jì)算相應(yīng)的氣象參數(shù)、尺寸參數(shù)及熱物性參數(shù)等。

1)φt的計(jì)算。φt可表示為：

式中，Gt為入射的總太陽(yáng)輻照度，W/m2；Ain,t為CPV/T系統(tǒng)的采光面積，m2。

2)φ1的計(jì)算。φ1可表示為：

式中，ηEMR為EMR型CPC的聚光效率。

ηEMR為EMR型CPC聚光平面(即多晶硅PV/T組件表面)接收的總太陽(yáng)輻射通量與EMR型CPC平面入射的總太陽(yáng)輻射通量的比值。假設(shè)EMR型CPC的幾何聚光比為CEMR，入射的總太陽(yáng)輻照度中太陽(yáng)直射輻照度的占比為RDNI，太陽(yáng)散射輻照度的占比為RSDI。對(duì)于太陽(yáng)直射輻照度而言，有1/CEMR的直射光線會(huì)不經(jīng)過(guò)聚光鏡反射而直接照射在多晶硅PV/T組件上，有(CEMR-1)/CEMR的直射光線會(huì)經(jīng)過(guò)反射率為ρEMR的聚光鏡一次反射在多晶硅PV/T組件上；而對(duì)于太陽(yáng)散射輻照度而言，聚光效率為其幾何聚光比的倒數(shù)[11-12]。

因此綜上所述，ηEMR可表示為：

將式(2)和式(4)代入式(3)，可得到φ1的計(jì)算公式為：

3)φ2的計(jì)算。φ2可由入射到多晶硅PV/T組件表面的總太陽(yáng)輻射通量與多晶硅太陽(yáng)電池吸收的總太陽(yáng)輻射通量的差值求得。入射到多晶硅PV/T組件表面的總太陽(yáng)輻射通量即入射到EMR型CPC聚光平面的總太陽(yáng)輻射通量，而多晶硅太陽(yáng)電池吸收的總太陽(yáng)輻射通量需要在此基礎(chǔ)上考慮玻璃蓋板的透過(guò)率τc與多晶硅太陽(yáng)電池的吸收率αpv。因此，φ2可表示為：

式中，τc取0.92，αpv取0.9。

4)φ3的計(jì)算。φ3由玻璃蓋板與天空的輻射換熱量及玻璃蓋板與環(huán)境的對(duì)流換熱量組成。其公式可表示為：

式中，hc-sky為玻璃蓋板與天空的輻射換熱系數(shù)，W/(m2·K) ；S為多晶硅PV/T組件的采光面積，m2；Tc為玻璃蓋板的平均溫度，K；Tsky為天空溫度，K；hc-a為玻璃蓋板與環(huán)境的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·K)；Ta為環(huán)境溫度，K。

其中，Tsky可表示為：

hc-sky可表示為[13-14]：

式中，σ為黑體輻射常數(shù)，W/(m2·K4)，此處取5.67×10-8；εc為玻璃蓋板的發(fā)射率，此處取0.94。

hc-a可表示為[13-14]：

式中，uwind為環(huán)境風(fēng)速，m/s。

5)Pe,t的計(jì)算。Pe,t可表示為：

式中，ηe為實(shí)際運(yùn)行條件下多晶硅太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

ηe的計(jì)算式可表示為：

式中，γp為太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率隨溫度變化的衰減系數(shù)，此處取0.0042；Tpv為實(shí)際運(yùn)行條件下太陽(yáng)電池的平均溫度，K；Tref為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)下太陽(yáng)電池的溫度，K，此處取298；ηref為STC下太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，本文選用多晶硅太陽(yáng)電池，此處取18%。

6)φth,t的計(jì)算。φth,t可由冷卻水流經(jīng)多晶硅PV/T組件時(shí)獲得的熱能計(jì)算得到，即：

式中，m為冷卻水的質(zhì)量流率，kg/s；cp為冷卻水的定壓比熱容，J/(kg·K)；Tw,in和Tw,out分別為冷卻水的進(jìn)口溫度和出口溫度，K。

綜上所述，將式(2)、式(3)、式(6)、式(7)、式(11)及式(13)代入式(1)，整理可得：

由式(14)可以看出，除了Tpv、Tc及Tw,out這3個(gè)參數(shù)之外，其他變量有的可以由氣象參數(shù)、物性參數(shù)計(jì)算得到，有的是系統(tǒng)初始條件，為已知參數(shù)。因此要求解Tpv、Tc及Tw,out，還需要引入玻璃蓋板的熱平衡方程及冷卻流體的熱平衡方程。

玻璃蓋板的熱平衡方程即為在穩(wěn)態(tài)條件下，多晶硅太陽(yáng)電池與玻璃蓋板的導(dǎo)熱量等于玻璃蓋板與環(huán)境的輻射換熱量和對(duì)流換熱量之和，即：

式中，hpv-c為多晶硅太陽(yáng)電池與玻璃蓋板之間的導(dǎo)熱換熱系數(shù)，W/(m2·K)。

hpv-c可表示為：

式中，δi為玻璃蓋板與多晶硅太陽(yáng)電池之間的各導(dǎo)熱層(玻璃蓋板、EVA及多晶硅太陽(yáng)電池)的厚度，mm，取值分別為3.20、0.30及0.21；λi為玻璃蓋板與多晶硅太陽(yáng)電池之間的各導(dǎo)熱層(玻璃蓋板、EVA及多晶硅太陽(yáng)電池)的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)，取值分別為0.7、0.35及148。

冷卻流體的熱平衡方程即為在穩(wěn)態(tài)條件下，多晶硅太陽(yáng)電池與冷卻流體的換熱量等于冷卻流體獲得的熱能。可表示為：

式中，hpv-w為多晶硅太陽(yáng)電池與冷卻流體之間的復(fù)合換熱系數(shù)，W/(m2·K)，可由多晶硅太陽(yáng)電池與冷卻流體之間各導(dǎo)熱層的熱阻及換熱器的對(duì)流換熱熱阻之和的倒數(shù)求得。hpv-w可表達(dá)為：

式中，δj為多晶硅太陽(yáng)電池與冷卻流體之間各導(dǎo)熱層(EVA、TPT及鋁合方管通流道)的厚度，mm，取值分別為0.3、0.2及2.0；λj為太陽(yáng)電池與冷卻流體之間各導(dǎo)熱層(EVA、TPT及鋁合金方管通道)的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)，取值分別為0.35、0.614及200；hf為鋁合金方管通道上壁面與冷卻流體的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·K)，可由Nu數(shù)計(jì)算得到。

hf可表示為：

式中，對(duì)于本文中的鋁合金方管通道內(nèi)充分發(fā)展的層流流動(dòng)，Nu取8.23[13]；λf為冷卻流體的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·K)，此外取0.6；de為本文中的鋁合金方管通道的當(dāng)量直徑，m，由流道的長(zhǎng)寬尺寸參數(shù)計(jì)算得到。

最后將式(14)、式(15)及式(17)聯(lián)立，可得到計(jì)算雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)性能參數(shù)的方程組，即：

2.2 單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

對(duì)于單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)，入射光線一般不與聚光器入射平面垂直，而是與該平面的法線存在一個(gè)夾角θ，稱為入射角，如圖3所示。

對(duì)于單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)，入射角可由赤緯角和時(shí)角計(jì)算得到[14]，即：

式中，δ為赤緯角，(° )；ω為時(shí)角(° )。

圖3 單軸南北向跟蹤方式時(shí)的入射角示意圖Fig. 3 Schematic diagram of incident angle in north-south single-axis tracking mode

其中，δ可表示為：

令t=2π(N-1)/365，其中N為一年中某一天的順序數(shù)。

ω可表示為：

式中，ST為當(dāng)?shù)卣嫣?yáng)時(shí)。

ST可表示為：

式中，Ts為當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)時(shí)間；Ll為當(dāng)?shù)氐乩斫?jīng)度；Lr為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間所在地的地理經(jīng)度；ET為真太陽(yáng)時(shí)與鐘表時(shí)間之間的時(shí)差，可由參數(shù)t計(jì)算得到。ET可表示為：

對(duì)于單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)，聚光器入射平面接收到的太陽(yáng)輻照度與太陽(yáng)光垂直入射時(shí)的太陽(yáng)輻照度的比值為cosθ，即所謂的余弦效應(yīng)。由于散射輻射是各項(xiàng)同性的，因此余弦效應(yīng)實(shí)際上只存在于太陽(yáng)直射輻射。參照計(jì)算雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)性能參數(shù)的方程組，將入射平面接收到的總太陽(yáng)輻照通量按照余弦效應(yīng)進(jìn)行修正，即可得到計(jì)算單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)熱、電性能參數(shù)的方程組，即：

從式(25)中可以看出，計(jì)算單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)性能參數(shù)的關(guān)鍵在于求得對(duì)應(yīng)時(shí)刻的入射角θ。當(dāng)θ=0°時(shí)，式(25)可簡(jiǎn)化為計(jì)算雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)性能的式(20)。

3 結(jié)果與討論

3.1 模型驗(yàn)證

為了驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，分別對(duì)如圖1所示的采用不同跟蹤方式時(shí)的CPV/T系統(tǒng)的熱、電性能進(jìn)行測(cè)試。值得注意的是，為了獲得實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行結(jié)果，需確保CPV/T系統(tǒng)的熱、電性能均在以下條件下進(jìn)行測(cè)試：CPC入射光孔處太陽(yáng)直射輻照度每隔15 min的變化幅度小于等于32 W/m2，風(fēng)速變化幅度小于等于0.8 m/s，環(huán)境溫度變化幅度小于等于1 ℃。

為了便于將實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，理論計(jì)算時(shí)的總太陽(yáng)輻照度、散射比、環(huán)境溫度、風(fēng)速、進(jìn)口水溫及流量都與實(shí)際測(cè)試得到的數(shù)據(jù)保持一致。雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)和單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)試分別各進(jìn)行3次，得到的實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比如表1所示。

表1 雙軸跟蹤與單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)熱、電性能的實(shí)測(cè)值與理論值對(duì)比Table 1 Comparison of measured and theoretical value of thermal and electrical properties of CPV/T system with dual-axis tracking and north-south single-axis tracking

由表1可知，采用2種跟蹤方式的CPV/T系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率和光熱轉(zhuǎn)換效率的實(shí)測(cè)值與理論值基本吻合；3次測(cè)試的理論值與實(shí)測(cè)值相比，理論模型計(jì)算得到的光電轉(zhuǎn)換效率和光熱轉(zhuǎn)換效率理論值最大相對(duì)誤差分別為3.6%和2.5%，均在5%以內(nèi)。因此，驗(yàn)證了理論模型的準(zhǔn)確性。

3次實(shí)測(cè)結(jié)果表明，雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的平均光電轉(zhuǎn)換效率和平均光熱轉(zhuǎn)換效率分別為13.0%和52.6%，均高于單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的11.1%和51.5%。雖然測(cè)試時(shí)雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的散射比略大，但其光熱轉(zhuǎn)換效率、光電轉(zhuǎn)換效率仍比單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換效率、光電轉(zhuǎn)換效率高，這說(shuō)明余弦效應(yīng)對(duì)單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的熱、電性能存在一定的影響。

3.2 系統(tǒng)性能影響因素討論

以雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的第1組計(jì)算結(jié)果為例，對(duì)系統(tǒng)各部分能量進(jìn)行了衡算，以便分析各部分損失的占比，從而找到需要進(jìn)一步提升的環(huán)節(jié)，具體如圖4所示。

圖4 雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)各部分的能量衡算Fig. 4 Energy balance of each part of dual-axis tracking CPV/T system

從圖4可以看出，在EMR型CPC聚光損失、多晶硅PV/T組件反射損失及系統(tǒng)頂部熱損失這3種損失中，EMR型CPC聚光損失和多晶硅PV/T組件反射損失占據(jù)較大比例。因此，為了提高雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的系統(tǒng)總效率，主要在于減少這2部分的損失。減少EMR型CPC聚光損失需提高EMR型CPC的聚光效率，從式(4)可以看出，EMR型CPC聚光效率受幾何聚光比、鏡面反射率及太陽(yáng)直射輻照度占比等因素的影響。幾何聚光比一般在設(shè)計(jì)聚光器時(shí)就已給定了；而太陽(yáng)直射輻照度占比受外界氣候條件的影響，無(wú)法人為控制，因此要提高聚光效率，就只能提高鏡面反射率。而要減少多晶硅PV/T組件的反射損失，需要采用透過(guò)率高的玻璃蓋板，同時(shí)可以制作光陷阱結(jié)構(gòu)或采用減反射膜來(lái)提高太陽(yáng)電池的吸收率。

4 結(jié)論

本文針對(duì)雙軸跟蹤和單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的熱、電性能進(jìn)行了研究，得到以下結(jié)論：

1)分別搭建了雙軸跟蹤和單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的平均光電轉(zhuǎn)換效率和平均光熱轉(zhuǎn)換效率分別為13.0%和52.6%，均高于單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的11.1%和51.5%。

2) 建立了預(yù)測(cè)采用2種跟蹤方式的CPV/T系統(tǒng)熱、電性能的理論模型。通過(guò)將系統(tǒng)的實(shí)測(cè)值與理論模型得到的理論值進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，光電轉(zhuǎn)換效率和光熱轉(zhuǎn)換效率理論值與實(shí)測(cè)值的最大相對(duì)誤差分別為3.6%和2.5%，均在5%以內(nèi)，驗(yàn)證了理論模型的準(zhǔn)確性。

3) 利用理論模型對(duì)雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)進(jìn)行了能量核算，發(fā)現(xiàn)EMR型CPC的聚光損失和多晶硅PV/T組件的反射損失是影響系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素，因此可以采用提高鏡面反射率、制作光陷阱結(jié)構(gòu)或玻璃表面貼減反射膜等方法來(lái)提高系統(tǒng)效率。

但需要說(shuō)明的是，盡管雙軸跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)的熱、電性能優(yōu)于單軸南北向跟蹤C(jī)PV/T系統(tǒng)，但雙軸跟蹤設(shè)備的成本也比單軸南北向跟蹤設(shè)備的高，因此還需對(duì)不同跟蹤方式下CPV/T系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行研究，從而找到最適合產(chǎn)業(yè)化推廣的CPV/T系統(tǒng)跟蹤方式。