光伏电池覆盖率与系统性能的关系分析

利用增大容量的热泵系统和三台集热器并联的热水系统对光伏电池覆盖率、背板吸收率和热管间距对系统性能的影响进行分析，对三个影响因素的分析分别在工况D、E和F下进行，工况D、E和F具体参数见表4-3。

表4-3 D、E和F三种运行工况

图4-20所示为光伏电池覆盖率对系统热电性能和各效率的影响。从图中可以看出随着光伏电池覆盖率的增加，系统的热功率、热效率呈现下降趋势，而电功率、电效率、综合效率和㶲效率均呈现上升的趋势。当光伏电池的覆盖率从0.5增加到0.95时，系统的热功率从882.7W下降到824.5W，热效率从33.0%下降到30.9%，电功率从114.2W上升到245.6W，电效率从9.2%上升到10.3%，综合效率从34.1%上升到36.8%，㶲效率从8.6%增加到13.5%。覆盖率每增加0.1，热效率下降0.47%，电效率增加0.24%，综合效率增加0.6%，㶲效率1.1%增加。这是因为增加光伏电池的覆盖率之后，光伏电池的面积增大，电功率显然会增加，而此时光伏电池的吸收率小于背板的吸收率，覆盖率增加之后，集热器总的吸收率降低，集热器吸收的太阳辐射减少，所以热功率和热效率降低；电效率的增加是因为集热器吸收的太阳辐射减少，光伏电池的温度降低，从而使电效率上升；电功率增加的幅度要大于热功率降低的幅度，所以综合效率和㶲效率也会增加。

图4-21所示为光伏电池覆盖率对热泵系统性能的影响。从图中可以看出系统中热泵的冷凝换热量、压缩机功率和COP随着光伏电池覆盖率的增加均略有降低，而COP_PV/T随光伏电池覆盖率的增加而升高。当光伏电池的覆盖率从0.5增加到0.95时，冷凝换热量从1729.2W下降到1704.6W，压缩机功率从411.4W下降到409.1W，COP从4.2下降到4.1，COP_PV/T从4.9上升到5.7。这是因为光伏电池的覆盖率增加之后，系统的热功率降低，水箱中水的温度降低，使热泵的蒸发温度降低，从而使冷凝换热量和压缩机功率均有所降低，而冷凝换热量降低的幅度大于压缩机功率降低的幅度，所以COP也会降低。COP_PV/T的上升是因为覆盖率增加之后系统的电效率显著地增加。(www.xing528.com)

图4-20 光伏电池覆盖率对系统热电性能和各效率的影响

图4-21 光伏电池覆盖率对冷凝换热量、压缩机功率、COP和COP_PV/T的影响