分析系统性能的影响因素

1.太阳辐射照度对系统性能的影响

为了分析太阳辐射照度对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响，从循环水流量为8L/min、室外空气温度为（33±3）℃、联箱入口水温为（24±0.5）℃的有效数据中，分别选取太阳辐射照度为350～400W/m²、350～400W/m²、600～650W/m²和700～750W/m²内的数据，然后求取各组数据中各项参数的平均值进行分析处理，最终得出太阳辐射照度对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响关系。

图2-16所示为太阳辐射照度对系统集热功率和集热效率的影响。从图中可以看出，随着太阳辐射照度的升高，系统集热功率和集热效率也都逐渐升高。当太阳辐射照度从372W/m²增大到729W/m²时，系统集热功率从91W增大到302W，集热效率则从19.2%增大到32.2%，相当于太阳辐射照度每增大100W/m²，集热功率和集热效率分别增大59W和3.6%。

图2-16 太阳辐射照度与系统集热功率和集热效率的关系

图2-17所示为太阳辐射照度对系统光伏板表面温度、电功率和电效率的影响。从图中可以看出，随着太阳辐射照度的增大，光伏板表面温度逐渐升高，而系统电效率逐渐下降，电功率则几乎保持不变。当太阳辐射照度从372W/m²增大到729W/m²时，光伏板表面温度从38.0℃升高到56.8℃，电效率从20.6%下降到10.7%，电功率则保持在（91±2）W。这是由于光伏板表面温度的升高，降低了光伏电池的光电转化效率，而太阳辐射照度的增大则抵消了系统电效率下降带来的影响，使得系统输出电功率基本保持不变。

图2-17 系统光伏板表面温度、电功率和电效率

图2-18所示为太阳辐射照度对热管式太阳能PV/T热水系统光电光热总能收益和综合效率的影响。从图中可以看出，随着太阳辐射照度的增大，系统光电光热总能收益也逐渐增大，而系统光电光热综合效率则逐渐降低。太阳辐射照度从372W/m²增大到729W/m²，系统总能收益从181W增大到394W，综合效率则从68.5%下降到57.8%，相当于太阳辐射照度每增大100W/m²，系统总能收益增大60.0W，综合效率下降3.0%。

2.室外空气温度对系统性能的影响

为了分析室外空气温度对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响，从循环水流量为6L/min、太阳辐射照度为（650±50）W/m²、联箱入口水温为16～17℃的有效数据中，分别选取室外空气温度为5～5.5℃、6.7～8.3℃、12.3～12.6℃、15～15.5℃和19.7～20.3℃内的数据，然后分别求取各组数据中各项参数的平均值进行分析处理，最终得出室外空气温度对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响关系。

图2-18 系统光电光热总能收益和综合效率

图2-19所示为室外空气温度对热管式太阳能PV/T热水系统热功率和热效率的影响。从图中可以看出，随着室外空气温度的升高，系统热功率和热效率也都逐渐增大。室外空气温度从5.2℃升高到20.0℃，系统热功率和热效率分别从79W和8.9%增大到231W和25.8%，相当于室外空气温度每升高1℃，系统集热功率和集热效率分别增大10.5W和1.2%。

图2-19 室外空气温度与系统热功率和热效率的关系

图2-20所示为室外空气温度对热管式太阳能PV/T热水系统光伏板表面温度、电功率和电效率的影响。从图中可以看出，随着室外空气温度的升高，系统光伏板表面温度也不断升高，而受光伏板表面温度升高的影响，系统电效率和电功率都逐渐降低。室外空气温度从5.2℃升高到20.0℃，系统光伏板表面温度从29.4℃升高到39.0℃，电效率和电功率则分别从12.5%和106W下降到11.8%和100W。

图2-20 室外空气温度与系统光伏板表面温度、电功率和电效率的关系

图2-21所示为室外空气温度对热管式太阳能PV/T热水系统光电光热总能收益和综合效率的影响。从图中可以看出，随着室外空气温度的逐渐升高，系统光电光热总能收益和综合效率也都逐渐增大。室外空气温度从5.2℃升高到20.0℃，系统总能收益从185W增大到332W，综合效率则从40.2%增大到55.3%。

图2-21 系统光电光热总能收益和综合效率

3.联箱入口水温对系统性能的影响(www.xing528.com)

为了分析联箱入口水温对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响，从循环水流量为6L/min、太阳辐射照度为（650±30）W/m²、室外空气温度为（36±3）℃的有效数据中，分别选取联箱入口水温为24～24.5℃、29.5～30℃、35.5～36℃和38.5～39℃内的数据，然后分别求取各组数据中各项参数的平均值进行分析处理，最终得出联箱入口水温对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响关系。

图2-22所示为联箱入口水温对热管式太阳能PV/T热水系统热功率和热效率的影响。从图中可以看出，随着联箱入口水温的逐渐升高，系统热功率和热效率都逐渐降低。联箱入口水温从24℃升高到39℃，系统热功率和热效率分别从221W和26.6%下降到17W和2.1%，相当于联箱入口水温每升高1℃，系统热功率和热效率分别下降14.1W和1.6%。

图2-22 联箱入口水温与系统热功率和热效率的关系

图2-23所示为联箱入口水温对热管式太阳能PV/T热水系统光伏板表面温度、电功率和电效率的影响。从图中可以看出，由于选取数据的室外气象条件都较为相近，使得联箱入口水温从24℃升高到39℃，系统光伏板表面温度几乎保持不变，都在（52±2）℃范围内，因此系统电效率和电功率几乎不受联箱换热器入口水温升高的影响，都在12.0%±0.3%和（92±2）W范围内变化。

图2-23 系统光伏板表面温度、电功率和电效率

图2-24所示为联箱入口水温对系统光电光热总能收益和综合效率的影响。从图中可以看出，随着联箱入口水温的逐渐升高，系统光电光热总能收益和综合效率都逐渐降低。联箱入口水温从24℃升高到39℃，系统光电光热总能收益和综合效率分别从313W和57%降低到111W和33%，相当于联箱入口水温每升高1℃，系统光电光热总能收益和综合效率分别降低13.9W和1.7%。

图2-24 系统光电光热总能收益和综合效率

4.循环水流量对系统性能的影响

为了分析系统循环水流量对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响，分别从循环水流量为2L/min、4L/min、6L/min、8L/min、10L/min的实验数据中，选取太阳辐射照度为（700±50）W/m²、室外空气温度为33～36℃、联箱入口水温为25～25.5℃的有效数据，然后分别求取各组数据中各项参数的平均值进行分析处理，最终得出循环水流量对热管式太阳能PV/T热水系统性能的影响关系。

图2-25所示为系统循环水流量对系统热功率和热效率的影响。从图中可以看出，随着系统循环水流量的增大，系统热功率和热效率也都逐渐增大。系统循环水流量从2L/min增大到10L/min，系统热功率和热效率分别从172W和19.2%增大到291W和31.7%，相当于系统循环水流量每增大1L/min，系统热功率和热效率分别增大17.9W和1.6%。

图2-25 循环水流量与系统热功率和热效率的关系

图2-26所示为系统循环水流量对系统光伏板表面温度、电功率和电效率的影响。从图中可以看出，由于所选取数据的室外空气温度和太阳辐射照度都非常相近，使得系统循环水流量从2L/min增大到10L/min，光伏板表面温度几乎保持不变，都在（50±2）℃范围内，因此系统光伏板电功率、电效率几乎不受系统循环水流量增大的影响，都在（93±3）W和11.5%±0.5%范围内变化。

图2-27所示为循环水流量对系统光电光热总能收益和综合效率的影响。从图中可以看出，随着系统循环水流量的增大，系统光电光热总能收益和综合效率都逐渐增大。循环水流量从2L/min增大到10L/min，系统总能收益和综合效率分别从266W和48.2%增大到386W和59.9%，相当于系统循环水流量每增大1L/min，系统总能收益和综合效率分别增大15W和1.5%。

图2-26 系统光伏板表面温度、电功率和电效率

图2-27 系统光电光热总能收益和综合效率