太陽能智能無紙記錄儀技術應用和實際應用方麵是走在世界前列的國家。上世紀80年nian代dai中zhong期qi
，許xu多duo科ke學xue家jia就jiu開kai始shi致zhi力li於yu提ti高gao太tai陽yang能neng光guang伏fu板ban的de效xiao率lv。一yi些xie樂le觀guan主zhu義yi者zhe認ren為wei隨sui著zhe太tai陽yang能neng技ji術shu的de不bu斷duan進jin步bu，加jia上shang政zheng府fu的de大da力li支zhi持chi
，太tai陽yang能neng可ke能neng會hui與yu化hua石shi燃ran料liao一yi樣yang在zai產chan生sheng電dian能neng方fang麵mian變bian得de經jing濟ji高gao效xiao。
本試驗嚐試用光伏/光熱二合一收集器為核心的太陽能利用係統，實現將光伏/光熱應用合二為一
，進一步提高太陽能源的利用效率和擴展太陽能利用的適應性。
試shi驗yan係xi統tong中zhong的de熱re傳chuan導dao介jie質zhi保bao障zhang了le太tai陽yang能neng電dian池chi板ban溫wen度du和he發fa電dian效xiao率lv的de基ji本ben穩wen定ding，大da幅fu度du提ti高gao了le電dian池chi效xiao率lv和he低di溫wen熱re量liang的de利li用yong率lv，實shi現xian了le較jiao高gao的de綜zong合he效xiao率lv
，可ke保bao障zhang係xi統tong在zai不bu需xu要yao外wai部bu供gong電dian條tiao件jian下xia的de自zi行xing運yun行xing。同tong時shi係xi統tong在zai輸shu出chu相xiang同tong能neng量liang的de情qing況kuang下xia比bi獨du立li的de光guang伏fu、光熱係統占地麵積更少，是一種具有廣闊前景的新型太陽能綜合利用技術。

一
、項目概況 該(gai)試(shi)驗(yan)項(xiang)目(mu)位(wei)於(yu)中(zhong)國(guo)科(ke)技(ji)大(da)學(xue)工(gong)程(cheng)科(ke)學(xue)學(xue)院(yuan)實(shi)驗(yan)一(yi)樓(lou)，主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)工(gong)程(cheng)科(ke)學(xue)學(xue)院(yuan)的(de)課(ke)題(ti)研(yan)究(jiu)。係(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)水(shui)和(he)電(dian)力(li)供(gong)辦(ban)公(gong)室(shi)和(he)學(xue)生(sheng)公(gong)寓(yu)使(shi)用(yong)。
1、氣象參數
（1）合肥地理位置處於北緯31°52′
，東經117°17′。
（2）自來水溫度：秋季平均15℃，冬季平均10℃。
（3）年日照時間：2200～2500h
，年平均環境溫度15℃，太陽能當地緯度太陽能年平均日太陽輻射量11873KJ/㎡。
2、係統可實現功能
（1）係統運行
1）太陽能熱水係統
具有間接換熱、溫差自動循環、自動補水、集中供水功能。
2）太陽能光伏發電係統
具有自用電和並網發電兩個功能。部分電量通過蓄電池蓄電可直接用於驅動光熱係統溫差自動循環的直流泵
，減少常規能源的消耗。
（2）係統監控
本監控係統根據用戶要求和被控製係統要求采用PLC編程控製
，采用LCD觸摸屏連接計算機。可實現：
1）實時數據采集：主要應用於流量、溫度（7個溫度點）、壓力
，以及光伏發 電的電壓、電流、可變送的量。
2）曆史數據記錄：可根據係統要求進行數據記錄、保存和查閱。
3）工況顯示：通過LED顯示反映係統工作狀況。 二
、新型太陽能光伏／光熱（PVT）一體化係統運行原理 係統運行原理圖
1、光熱部分工作原理
本係統采用間接換熱、溫差自動循環、自動補水、集中供水的運行方式。
（1）間接換熱：在儲熱水箱中設置盤管。集熱器流出的“熱媒”走盤管內，與水箱中的“冷水”通過盤管熱交換器進行熱交換。“熱媒”可以使用抗凍液
，在寒冷的區域也可以使用。
（2）溫差自動循環：當集熱器出口水溫t1高於水箱底部水溫t25℃時，循環泵自動啟動，“熱媒”開始循環，加熱水箱中的“冷水”
，直至水溫相同時，循環泵停止工作。
（3）自動補水：當水箱水位降低到設置低位時，常閉電磁閥E1自動開啟，補水到正常水位。
2、光伏部分工作原理
光伏發電係統利用半導體材料的光伏效應，通過集熱器表麵的光伏發電板
，直接將太陽能轉化為電能。
發電板與蓄電池和逆變器相連，通過蓄電池儲存電能，供係統使用
；通過逆變器將電能並網供外部電網。

三

、係統匹配
1、 基本參數
（1）用水人數：設計使用人數20人
（2）用水定額：100L/人•日
（3）用水時間：24小時供應
（4）設計熱水溫度：50℃
（5）設計冷水溫度：5℃
2、 係統設計計算
（1）設計小時耗熱量計算：22100W
（2）設計小時熱水量：427.38L/h
（3）集熱器麵積確定
本係統采用間接換熱係統，太陽能集熱器法向為正南。根據《民用建築太陽能熱水係統工程技術手冊》第4章應先算出直接換熱係統集熱麵積： ①
、 直接係統集熱麵積：
四
、係統設備選型及說明
1、保溫水箱
選用2噸的不鏽鋼保溫水箱
，內置直徑為21mm
、長度為20m的SUS304不鏽鋼波紋盤管。保溫材料采用聚氨酯發泡保溫
，保溫層厚度為60㎜。 2、循環水泵
genjubenxitongtedian，geibenzhuangzhipeizhiliangtaishuibeng，yitaiyouxitongzifazhiliudianzuoweidongli，zuoweizhuxunhuanbeng，lingyitaiyouwaibudianwangdejiaoliudianzuoweidongli
，shixitongbeiyongxunhuanbeng。
循環泵流量計算如下：Qx=B2×Ac
式中：Qx—集熱泵流量,L/s

；
B2—流量係數,B2=0.02/(m2•s)。
3、光熱控製係統
（1）太陽能係統控製
本係統采用間接換熱、溫差自動循環、自動補水


、集中供水的運行方式
，晴好天氣充分利用太陽能。
（2）實時監控係統
監控係統采用NHR-8000真彩無紙記錄儀。該記錄儀是以先進的CPU為核心，並輔以大規模集成電路、大容量FLASH存儲、信號智能調理、SmartBus總線以及高分辨率圖形液晶顯示器的新型智能化無紙記錄儀表
，采用長壽命320×234TFT真彩液晶顯示屏
，支持16通道通用模擬輸入或8通道模擬輸出與12通道報警輸出，設定數據與記錄數據具掉電保護功能
，具有體積小、通道數多、功耗低
、精度高、通用性強、運行穩定、可靠性高等特點。
可以實現以下功能：
①實時監控數據采集，主要應用於流量
，溫度（7個溫度點），壓力，以及光伏發電的電壓、電流、可變送的量。
②曆史數據：可根據係統要求進行數據保存和查閱並可進行實時數據記錄。
③通過LED顯示係統工作狀況。
4、光伏係統設備配置計算
（1）太陽能電池板配置
采用光伏平板集熱器，實現光伏
、光熱一體化。
光伏平板集熱器外形尺寸為1227mm*1045mm，根據42m2集熱麵積計算，滿足熱力需要的光伏平板集熱器數量為36塊。
該光伏平板集熱器的光伏轉換層采用單晶矽材料
，每個集熱器為100wp，36塊光伏平板集熱器的總發電功率為3600Wp。
（2）控製器配置
根據選用的直流水泵計算：180W/24V=7.5A
，選配10A控製器一台。
（3）蓄電池配置
設計直流水泵工作6小時/天，日耗電量為180W×6h=10800WH。
以連續陰雨2天保障自供電需要配置蓄電池：
10800WH*2(天)/(24V*70%)=1285.7AH，因此
，配置170AH蓄電池8塊。
五、引用標準和參考文獻
1、GB50015-2003《建築給排水設計規範》
2
、GB50364-2005《民用建築太陽能熱水係統工程技術手冊》
3、GB/T18713-2002《太陽熱水係統設計、安裝及工程驗收技術規範》
4
、《給水排水設計手冊》核工業第二研究院主編化工工業出版社2006出版
5、《熱能工程設計手冊》夏敏文主編化工工業出版社1998出版
試驗總結：
係統采用新型光伏／光熱（PVT）收集器集光伏發電與太陽能低溫熱利用為一體，是綜合利用太陽能源的新嚐試。本係統具有以下特點：
1

、係統應用高度自動化控製和監控係統保障係統的自行運行
，能在無人值守的情況下全天24小時提供足量溫度適宜的生活熱水。
2、同時係統通過使用自供電
，大幅度降低了對外部使用量。正常情況下

，不消耗外部能源。
3
、係統具有的自動化數據采集和記錄功能，滿足不同控製方式和匹配條件進行對比試驗的需求。
4
、係xi統tong中zhong的de熱re傳chuan導dao介jie質zhi可ke保bao障zhang太tai陽yang能neng電dian池chi板ban溫wen度du和he發fa電dian效xiao率lv的de基ji本ben穩wen定ding，一yi方fang麵mian能neng夠gou大da幅fu度du提ti高gao電dian池chi效xiao率lv，另ling一yi方fang麵mian可ke同tong時shi回hui收shou利li用yong電dian池chi板ban產chan生sheng的de低di溫wen熱re量liang
，從cong而er實shi現xian較jiao高gao的de綜zong合he效xiao率lv。同tong時shi在zai輸shu出chu相xiang同tong能neng量liang的de情qing況kuang下xia比bi分fen離li式shi太tai陽yang電dian池chi板ban和he普pu通tong太tai陽yang集ji熱re器qi占zhan地di麵mian積ji更geng少shao，是shi一yi種zhong具ju有you廣guang闊kuo前qian景jing的de新xin型xing太tai陽yang能neng綜zong合he利li用yong技ji術shu。
試驗係統照片
太(tai)陽(yang)能(neng)智(zhi)能(neng)無(wu)紙(zhi)記(ji)錄(lu)儀(yi)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)和(he)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)方(fang)麵(mian)是(shi)走(zou)在(zai)世(shi)界(jie)前(qian)列(lie)的(de)國(guo)家(jia)。美(mei)國(guo)內(nei)華(hua)達(da)太(tai)陽(yang)一(yi)號(hao)發(fa)電(dian)廠(chang)位(wei)於(yu)內(nei)華(hua)達(da)州(zhou)莫(mo)哈(ha)韋(wei)沙(sha)漠(mo)。該(gai)發(fa)電(dian)廠(chang)占(zhan)地(di)250英畝
，擁有18.2萬(wan)塊(kuai)凹(ao)麵(mian)鏡(jing)。凹(ao)麵(mian)鏡(jing)組(zu)成(cheng)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)槽(cao)式(shi)設(she)備(bei)將(jiang)太(tai)陽(yang)的(de)能(neng)量(liang)聚(ju)焦(jiao)在(zai)位(wei)於(yu)鏡(jing)子(zi)焦(jiao)點(dian)線(xian)上(shang)的(de)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)接(jie)收(shou)器(qi)管(guan)

，而(er)鋼(gang)管(guan)內(nei)裝(zhuang)有(you)可(ke)流(liu)動(dong)的(de)油(you)等(deng)傳(chuan)熱(re)液(ye)體(ti)


，在(zai)高(gao)溫(wen)作(zuo)用(yong)下(xia)油(you)的(de)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)至(zhi)750huashidu
，juxingdesanreqixishouqizhongderelianggeishuijiarechanshengzhengqi，zhengqidaidonggaoyaqudongwolunjihefadianjiyunzhuan，congerchanshengdianneng。zhezuofadianchangmeiniankechansheng6400萬瓦特，足夠供1.4萬戶家庭或者幾家拉斯維加斯賭場使用。