非均匀温度-辐照复合场对光电转换影响的耦合机理研究及其在太阳能PV/T中的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51476159
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    裴刚
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    E0607.可再生能源与新能源利用中的工程热物理问题
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

This project experiments on and simulates the deterioration in the photovoltaic efficiency of the photovoltaic/thermal (PV/T) system to investigate the effect mechanism of the temperature-irradiance field on photovoltaic conversion. Under high irradiance distribution and heat flux, a single cell is analyzed. The overall performance of the PV/T system is then evaluated. On this basis, the project team aims to reduce the gradient of the temperature-irradiance field, improve the performance of the PV/T system, and provide a theoretical basis for the performance analysis and design optimization of this system.
本项目针对太阳能光电光热综合利用（PV/T）过程中光电效率下降问题，拟采用数值模拟、软件分析和实验验证相结合的方法，探索非均匀温度-辐照复合场对光电转换的耦合影响机理以及高辐照、高热流聚光条件下单块电池内部微结构的分布参数分析方法，并将上述影响机理和分析方法应用于聚光和非聚光PV/T系统的研究中，尝试在温度、辐照等宏观变量和电池的内部微观参数之间搭建桥梁，拟用降低复合场梯度分布和优化光电微结构及电路布置等途径来消除复合场非均匀性对光电光热过程的负面影响，为PV/T系统的综合性能分析和优化设计提供理论基础。

结项摘要

本项目对非均匀辐照-温度复合场对PV/T系统中的光电、光热转换过程中的关键性问题进行了研究和分析。按照研究计划，基于普通PV/T系统在工作过程中不可避免存在边框阴影遮挡而造成接收面上辐照不均匀分布的现象，建立了适用于非均匀辐照场条件下的分布式光伏光电转换模型，并搭建了户外PV/T实验平台，应用实验结果对数值模型进行了验证。采用验证后的PV/T系统光电转化模型，分别模拟分析了非均匀辐照分布和非均匀温度分布单独作用下对系统光电转化性能的影响。模拟研究中，首先计算相应的边框阴影分布规律，然后基于阴影分布规律进行相应的模拟计算。研究中发现，由边框阴影造成的非均匀辐照分布对平板PV/T系统的光电性能产生较大的影响。边框阴影的遮挡会改变系统的I-V特性曲线和P-V特性曲线的形状。系统的光电转换效率也会随着阴影面积的增大而呈减小趋势，在最坏的情况下（阴影面积达到电池总面积的20%）串联电路的光电转换效率会降低31.62%，并联电路的光电转换效率会降低39.30%。非均匀温度分布也会对PV/T系统的光电转换性能产生负面影响，随着局部温度的提高，会导致光电部分的效率、最大功率、填充因子、开路电压呈下降趋势，短路电流呈上升趋势，最终导致整个系统光电效率的下降。但是串联电路的效率要优于并联电路，其由温升带来的降幅也低于并联电路。此外，还探究了非均匀辐照-温度场耦合作用下，PV/T系统综合性能的变化规律：建立了非均匀辐照分布和非均匀温度分布耦合作用下的PV/T系统电性能模型以及数值传热模型，采用月典型日的气象数据，模拟研究了非均匀辐照分布和非均匀温度分布共同作用下对PV/T系统综合性能的影响。对比研究发现，边框阴影的存在对光热效率的影响很小，最大相对偏差仅为0.49%。而对光电转换效率影响较大，最大相对偏差约为18.84%（日均13.19%）。最后，优化设计了一款非对称性复合抛物面型聚光器，可以改善聚光条件下的辐照分布。模拟研究结果表明该种聚光器在光线入射角较小时，其产生的辐照分布接近均匀。

项目成果

期刊论文数量（44）
专著数量（0）
科研奖励数量（13）
会议论文数量（12）
专利数量（23）
Thermodynamic and economic investigation of a screw expander-based direct steam generation solar cascade Rankine cycle system using water as thermal storage fluid
水作为蓄热流体的基于螺杆膨胀机的直接蒸汽发电太阳能梯级朗肯循环系统的热力学和经济性研究
  • DOI：
    10.1016/j.apenergy.2017.03.033
  • 发表时间：
    2017-06-01
  • 期刊：
    APPLIED ENERGY
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Li, Jing;Li, Pengcheng;Ji, Jie
  • 通讯作者：
    Ji, Jie
辐射遮热板对高温真空集热管热损的影响研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    太阳能学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王其梁;裴刚;杨洪伦;李鹏程;季杰
  • 通讯作者：
    季杰
Theoretical and Experimental Study of Spectral Selectivity Surface for Both Solar Heating and Radiative Cooling
太阳能加热和辐射冷却光谱选择性表面的理论与实验研究
  • DOI：
    10.1155/2015/807875
  • 发表时间：
    2015-01-01
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF PHOTOENERGY
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Hu, Mingke;Pei, Gang;Ji, Jie
  • 通讯作者：
    Ji, Jie
Comprehensive photonic approach for diurnal photovoltaic and nocturnal radiative cooling
用于昼间光伏和夜间辐射冷却的综合光子方法
  • DOI：
    10.1016/j.solmat.2018.01.023
  • 发表时间：
    2018-05
  • 期刊：
    Solar Energy Materials and Solar Cells
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Bin Zhao;Mingke Hu;Xianze Ao;Qingdong Xuan;Gang Pei
  • 通讯作者：
    Gang Pei
Modelling of organic Rankine cycle efficiency with respect to the equivalent hot side temperature
有机朗肯循环效率相对于等效热侧温度的建模
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2016.09.049
  • 发表时间：
    2016-11
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Jing Li;Jahan Zeb Alvi;Gang Pei;Yuehong Su;Pengcheng Li;Guangtao Gao;Jie Ji
  • 通讯作者：
    Jie Ji

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

太阳能集热-辐射制冷复合表面及其试制与性能分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    太阳能学报(已接收 2015)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    裴刚;郑仁春;夏立军;季 杰
  • 通讯作者：
    季 杰
间接膨胀式太阳能多功能热泵供热
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国科学技术大学学报, 2007, 37 (1): 53-60.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    阳季春;季杰;裴刚;蒋爱国;何
  • 通讯作者：
    何
间接膨胀式太阳能多功能热泵单独
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    太阳能学报，2007已接收.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    阳季春;季杰;裴刚;蒋爱国;何
  • 通讯作者：
    何
光伏双层窗的综合性能研究.
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    太阳能学报，2007已接收.
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    裴刚;季杰;蒋爱国;周天泰;何
  • 通讯作者：
    何
熊果酸和坡膜酸通过上调乌头酸脱羧酶 1 表达促进 巨噬细胞内毒素耐受作用的研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    湖南中医药大学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李玲;谭洋;汪涛;张熙;肖锦仁;李志忠;裴刚
  • 通讯作者：
    裴刚

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

裴刚的其他基金

基于光热转换和天空辐射制冷的“反季节”冷热调控研究
  • 批准号：
    52130601
  • 批准年份：
    2021
  • 资助金额：
    300 万元
  • 项目类别：
    重点项目
太阳集热和辐射制冷复合系统中的关键问题研究
  • 批准号：
    51776193
  • 批准年份：
    2017
  • 资助金额：
    60.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
新型复合聚光太阳能光电光热综合利用系统关键问题研究
  • 批准号：
    51178442
  • 批准年份：
    2011
  • 资助金额：
    60.0 万元
  • 项目类别：
    面上项目
钢铁行业低温余热有机朗肯循环发电的基础问题研究
  • 批准号：
    50974150
  • 批准年份：
    2009
  • 资助金额：
    35.0 万元
  • 项目类别：
    联合基金项目
光伏-太阳能热泵系统中的关键问题研究
  • 批准号：
    50708105
  • 批准年份：
    2007
  • 资助金额：
    20.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码