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1、光电储能与光热储能供暖的系统效率分析摘要就发展问题来说不能逃脱的一个问题就是有关能源的问题，但是，就现在世界上整体的情况而言，能源问题是当今世界面临的重大难题，也是对人类生存与发展的重大考验。随着能源危机的出现，人们开始发现可再生能源的重要性。一些科学家也开始了对于太阳能的研究，本文也是对于太阳能的光电储能与光热储能供暖的系统效率进行分析。本文研究了光电储能与光热储能供暖的系统，并对其一些基础理论知识进行了解，比如光电储能与光热储能供暖的系统基本原理。然后对光电储能与光热储能供暖的系统进行了数学建模分析，最后对于光电储能与光热储能供暖的系统进行了相关的仿真实验，谈论了光电储能与光热储能供暖的系
2、统的优劣势比较。关键词，光电储能供暖；光热储能供暖；太阳能abstractAsfarasdevelopmentisconcerned,oneoftheproblemsthatcannotbeescapedisrelatedtoenergy.However,asfarastheoverallsituationoftheworldisconcerned,theenergyproblemisamajorchallengefacingtheworldtodayandamajortestforhumansurvivalanddevelopment.Withtheemergenceoftheenergyc
3、risis,peoplebegantofindtheimportanceofrenewableenergy.Somescientistshavealsobeguntostudysolarenergy,thispaperisalsoforsolarenergyphotoelectricenergystorageandheatingsystemefficiencyofphotothermalenergystorage.Inthispaper,thebasictheoreticalknowledgeofphotoelectricenergystorageandphotothermalenergyst
4、orageheatingsystemisstudied,suchasthebasicprincipleofphotoelectricenergystorageandphotothermalenergystorageheatingsystem.Then,thesystemofphotoelectricenergystorageandphotothermalenergystorageheatingismodeledandanalyzedmathematically.Finally,thesystemofphotoelectricenergystorageandphotothermalenergys
5、torageheatingissimulated,andtheadvantagesanddisadvantagesofphotoelectricenergystorageandphotothermalenergystorageheatingsystemarediscussed.Keywords:photoelectricenergystorageheating;photothermalenergystorageheating;solarenergy第一章绪论41.l研究背景以及研究意义41.1.1研究背景41.L2研究意义41.2 国内外研究现状5121国外研究现状51.2.2国内研究现状51
6、.3 研究内容以及研究方法61.1 .1研究内容61.2 研究方法6第二章光电储能与光热储能供暖的系统的工作原理72.1 太阳能供热与储热供热系统介绍72.1.2 光热储能供暖的系统的集热器的工作原理72.1.3 光热储能供暖的系统的蓄热系统的工作原理82.1.4 光热储能供暖的系统供暖系统的工作原理92.2 太阳能发电加储电供热系统的工作原理92.2.2 光电储能供暖的系统的集热发电系统的工作原理92.2.3 光电储能供暖的系统的蓄热系统的工作原理102.2.4 光电储能供暖的系统供暖系统的工作原理10第三章光电储能与光热储能供暖的系统的建模分析113.1 光热储能供暖的系统数学模型113.
7、1.1 光热储能供暖的系统集热器的数学模型113.1.2 光热储能供暖的系统蓄热装置的模型建立113.1.3 光热储能供暖的系统的板式换热模型的建立133.2 光电储能供暖的系统的数学模型14321光学模式数学模型143.2.2热学模式数学模型153.3 电磁感应数学模型16第四章系统设计以及仿真实验184.1 光热储能供暖的系统的设计184.2 光电储能供暖系统的设计194.3 光热储能供暖的系统的仿真设计204.4 光电储能供暖的系统的仿真设计214.5 光热储能供暖的系统与光电储能供暖的系统的比较23第五章总结与展望245.1 结论245.2 展望24致谢25参考文献：26第一章绪论1.
8、1 研究背景以及研究意义1.1.1 研究背景从邓小平同志对中国实行改革开放制度以来，中国经济进入飞速发展的时代。中国的发展越来越与世界紧密的联系在一起，但是就发展问题来说不能逃脱的一个问题就是有关能源的问题，但是，就现在世界上整体的情况而言，能源问题是当今世界面临的重大难题，也是对人类生存与发展的重大考验。从非传统安全的视角看，不论是能源资源的开发还是分配都不仅对世界经济产生巨大的冲击，也直接导致国际关系的微妙变化，能源外交已经成为各国外交战略不可忽视的重要方面。中国的煤炭储量全球第一，理论储量万亿吨，是中国最主要的一次能源。占到我们国家能源消耗的7成以上。其它的几种一次能源中，石油，天然气，
9、油页岩等的储量都很少。石油已经成为纯进口国。在二次能源中，电力缺口，这两年每天都在提。其它的，像焦炭，我国产量全球第一。煤气，基本满足需求。石油制品（汽油，柴油）短缺。并且就中国而言，对于能源问题来说，我国能源形势的严峻性和问题主要表现在六个方面：一、资源有限。二、结构失衡。三、使用低效。四、污染严重。五、技术落后。六、对外信赖度过高。随着能源危机的出现，人们开始发现可再生能源的重要性。可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严谨来说，是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。可再生能源一般有以下类型：太阳能，地热能，水能，风能，生物质能，然而，大部分的可再生
10、能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源，而是百年甚至千年的。并且，所有人类活动的基本能源都来自太阳，透过植物的光合作用而被吸收。那么对于太阳能的利用研究就显得十分重要了。而本文就是研究太阳能供暖系统，太阳能供暖系统可以有两种主要的方式：太阳能发电加储电供热和太阳能供热与储热供热系统。本文具体就是对于二种太阳能供暖系统的分析比较的研究。1.1.2 研究意义太阳能发电供热是利用太阳能发电以后再通过电池储能和电加热系统为建筑物提供热源的方式，而太阳能热储和供热的方式是直接将太阳能加热介质，然后再通过热介质的循环将热能供给建筑物。这两种方式各有利弊，效率也不同。因此通过设计一个相同的
11、供热系统，对比两种的方式的效率和经济技术指标从而为太阳能的供暖系统设计和应用提供参考依据，并且为今后对于太阳能发电供热提供更加好的理论依据，促进中国可再生能源相关的发展。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状对于光电储能与光热储能供暖的系统效率分析这一方面的研究，国外还是相对比较早的，因为能源问题的限制，只有很好的发展研究这二种太阳能供暖系统,才能够好的进行可持续性发展，所以国外早早的就开始了光电储能与光热储能供暖的系统效率的相关研究。国外著名的科学家Yumrutas与国外著名的科学家Koska是世界上最早提出关于太阳能供热与储热供热系统研究成果的科学家，在20世纪60年代就提出了太阳
12、能热泵供暖系统，并且这个系统还具有一定的储热系统。随后，国外著名的科学家TorreS-ReyeS提出了直膨式供暖系统；这个直膨式供暖系统得出了太阳能集热装置的一些具体的参数，比如内部冷媒介各项参数还有热媒介各项参数。并且在这之后，国外著名的科学家Penrod提出了土壤源热泵供暖系统，换句话说也就是带有土壤源热泵的热泵供暖系统。1.2.2 国内研究现状对于光电储能与光热储能供暖的系统效率分析这一方面的研究，国内相对于国外来说还是相对比较晚的，但是发展十分迅速，在光电储能与光热储能供暖的系统效率分析这一方面的研究，也是取得了非常多的成果。20世纪90年代末期的时候，中国发明了第一台太阳能热水器，并
13、且就现如今太阳能热水器而言不管是销量还是口碑也在世界上名列前茅的。进入21世纪之后，天津大学组织教授以及博士生硕士等研究学者，首先开展了一些关于太阳能热泵系统的相关的模拟实验,证明了太阳热泵供暖系统的稳定性问题，可以不分季节的保持持续的供暖。并且随后，上海大学组织教授以及博士生硕士等研究学者，对于TorreS-Reyes提出了直膨式供暖系统进行了进一步的研究，在直膨式供暖系统增加了辅助热源，这样保证了直膨式供暖系统不会受到天气状况的影响，即使是在没有太阳的阴雨天气也可以继续供热。1.3 研究内容以及研究方法131研究内容本文具体做了以下的研究首先从光电储能与光热储能供暖的系统的研究背景还有研究
14、意义出发，然后对于光电储能与光热储能供暖的系统的一些国内外研究现状进行了探讨，并且阐述了一些本文用到的研究方法。接着对于光电储能与光热储能供暖的系统的一些基础理论知识进行了解，对于具体光电储能与光热储能供暖的系统基本原理做了了解。然后对于光电储能与光热储能供暖的系统进行了数学建模分析，最后对于光电储能与光热储能供暖的系统进行了相关的MATLAB仿真实验，通过写这篇论文，让读者更加深入了解光电储能与光热储能供暖的系统方面的知识。同时也提高自己这方面的专业知识。让阅读该论文的读者提高对这方面事项的关注。13.2研究方法1.文献法一一搜集和分析研究各种现存的有关光电储能与光热储能供暖的系统的文献资料
15、，从中选取适合本文的信息，帮助完成调查研究目的。2 .分析推算法一一通过上面方法收集到的资料，这里利用光电储能与光热储能供暖的系统建立的模型，进行分析推算。3 .实验法一一具体的进行光电储能与光热储能供暖的系统的仿真实验，让自己更加深入了解光电储能与光热储能供暖的系统方面的知识。第二章光电储能与光热储能供暖的系统的工作原理2.1 太阳能供热与储热供热系统介绍通常情况之下太阳能供热与储热供热系统主要由三个组件组成，也就是太阳能集热系统组件，还有蓄热系统组件，以及供暖系统组件三个部分组成。具体的太阳能供热与储热供热系统如下图2-1太阳能供热与储热供热系统工作原理图所示：图2-1太阳能供热与储热供热
16、系统工作原理图 T5I5及机国管、- 室 -内T6主要的工作方式就是通过集热系统吸收能量，然后集热系统吸收的能量进一步传送给水箱，然后将热量通过蓄热系统组件将热量储存起来，最后通过释放储存起来的热量达到供热的目的。2.1.2 光热储能供暖的系统的集热器的工作原理集热器的主要工作原理就是吸收能量，然后集热系统吸收的能量进一步传送给水箱然后达到了水箱内水的升温的目的。一般的集热器如图2-2集热器所示:一般的集热器也是分为二种也就是平板太阳能集热器和真空管集热器。1、平板太阳能集热器的工作原理前一种集热器的工作原理与后一种集热器的工作原理比起来还是较为简单。平板式集热器通俗的讲，就是太阳光将光能，传
17、递给透明盖板，然后透明盖板将吸收到的光能进一步传递给管表面的吸热体。也就基本上实现了光能向热能的转换。并且平板式集热器通俗的讲可以分为四个模块，分别是吸热板模块，还有透明盖板模块，以及隔热层模块，以及壳体模块。2、真空管集热器的工作原理虽然说前一种集热器的工作原理与后一种集热器的工作原理比起来还是较为简单，但是，平板式集热器的各项性能不及真空管集热器。真空管集热器工作原理比较复杂，他首先将玻璃的内管还有外管的空间部分抽掉空气变成真空，真空得环境可以保温进而可以达到达到防止吸收的热量流失的作用，同时，在真空管集热器的管内壁涂有一些特定的涂层，同样可以达到达到防止吸收的热量流失的作用。但是真空管集
18、热器缺点也很多，比如真空管集热器中的一根管有问题，则那么后果是整个真空管集热器都将暂停工作。具体的真空管集热器示意图如图2-3真空管集热器示意图所示：345其中：1表示真空管集热器玻璃管内层；2表示真空管集热器玻璃管外层；3表示真空管集热器选择性吸收层；4表示真空管集热器真空层；5表示真空管集热器弹簧卡和消气剂。2.1.3 光热储能供暖的系统的蓄热系统的工作原理一般来说，太阳能蓄热装置大体上可以分成短期蓄热蓄热装置以及中期蓄热装置还有长期蓄热装置等。现今，用的最多的还是短期蓄热，中期蓄热仍有用但是不多，而长期蓄热实践性有待提高。同时蓄热装置由于其材料不同大体上也可以分成潜热蓄热装置与显热蓄热蓄
19、热装置。显热蓄热系统的工作原理主要利用相变蓄热系统内在相关的的物理变化，采用一些有着特殊性质的的物质比如液态水；进而进一步的使得这种特殊性质的的物质来对外界进行具体的吸热与具体的放热的过程。潜热蓄热系统的工作原理则是通过一些特殊的相变材料进行相关的相变反应，使得相变反应产生一定的热量。二者比起来的话，后一种蓄热装置相对于前一种的蓄热装置来说成本较大，并且潜热蓄热系统的技术要求也相对复杂。但因潜热蓄热系统的贮存时间长，并且潜热蓄热系统的贮存热量多被大众所青睐。2.1.4 光热储能供暖的系统供暖系统的工作原理这里我们的供暖系统采用的是新风供暖系统，同样他也是三部分组成，分别是新风供暖系统风机盘管组
20、还有新风供暖系统风机管以及新风供暖系统风机阀。新风供暖系统具体的工作原理也是非常简单的，也就是将新风进行一定的处理，使得它新风口引入，通过处理后的新风通过风机盘管加热并且吹入屋内。达到供暖的目的。2.2 太阳能发电加储电供热系统的工作原理通常情况之下太阳能发电加储电供热系统同样的由三各组件组成，也就是太阳能集热系统组件，还有蓄热系统组件，以及供暖系统组件三个部分组成。2.2.2 光电储能供暖的系统的集热发电系统的工作原理太阳能发电加储电供热系统的集热系统采用的是半导体所含有的的光电效应，吸收光照射到太阳能发电加储电供热系统的集热系统得金属之上，其中的光子可以被金属之中的具体的某一个电子给全部吸
21、收，当金属之中的某个电子吸收的能量已经达到了一定的程度的时候，此时能量达到一定的限度的电子就能够克服金属内部存在的固定的一些引力进行做功，从而这些电子就能从金属的表面之中做功逃逸出来，发展为光电子。半导体所含有的的光电子的外层电子，只要不是4个，就会发展成为N型半导体或者P型半导体，当把二种半导体结合在一起的时候，就会形成电势差，也就是我们这里所说的太阳能电池。具体的太阳能集热系统的集热系统发电系统示意图如下图2-4所示：图2-4太阳能集热系统的集热系统发电系统示意图2.2.3 光电储能供暖的系统的蓄热系统的工作原理在夜间或光照不足的情况下，采用蓄热系统储存的热量作为供热的热源。这里采用的蓄热
22、方式是利用电能加热水，然后石质材料和热水之间的流动机理，实现水的层流流动，从而达到太阳能发电加储电供热系统蓄热得目的，进而才能实现持续的供暖。并且这里的电能也可以部分用蓄电池储存起来，作为一直待用的辅助热源。具体的太阳能发电加储电供热系统的蓄热系统如下图2-5太阳能发电加储电供热系统的蓄热系统示意图所示：图2-5太阳能发电加储电供热系统的蓄热系统示意图2.2.4 光电储能供暖的系统供暖系统的工作原理由于这里我们设计的加热，所以和光热储能供暖的系统供暖系统的工作原理肯定不一样的，因为我们不可能用电加热风，我们采用的水供暖，用电加热水,然后用热水的流动来达到供暖的目的。第三章光电储能与光热储能供暖
23、的系统的建模分析3.1 光热储能供暖的系统数学模型3.1.1 光热储能供暖的系统集热器的数学模型在太阳能光热储能供暖的系统中，具体的集热效率是高是低对于整个系统是否能够正常运行对于太阳能光热储能供暖的系统有着至关重要的意义。因此，研究集热器内部热媒介的对流方式能够精准的知道对于后续系统中各个的温度。下图3-1即为集热器的对流过程：图3-1集热器的对流过程这里依据相关的热力学第一定律，可以得到集热器内部的具体的能量守恒的公式：%+叫%上他=%+-+&/+色刖_蛔）/MCMPCMUKMcpcMCPCamMy网（3.1）根据相关的牛顿第一定律我们可以进一步得到再具体的自然对流过程中得一个流量平衡方程
24、：mc=0-5rl2pygl(a)0rlsin2cpc)(3_2)其中：儿可以表示为太阳管辐射具体的强度；*可以表示为室外空气进口时候具体的温度；Ll可以表示为集热器进口时候具体的温度；f,M可以表示为集热器出口时候具体的温度；Mc可以表示为集热器内部的热媒介的具体的质量流量。从公式3-1与公式3-2可以具体的计算出各个进出口的温度以及集热器内部的热媒介的具体的传热工质的流量。3.1.2 光热储能供暖的系统蓄热装置的模型建立太阳能供暖系统可以说每个部分都具体的含有每个部分的作用。那么对于太阳能供暖系统能量的储存来说，则需要太阳能供暖系统的蓄热装置来进行。并且在本文所研究的相变蓄热装置中，主要的
25、组成部分就是板状蓄热体与水，因此热交换也在相变蓄热装置中的板状蓄热体与水之间进行，因此，需对相变蓄热装置中的板状蓄热体以及相变蓄热装置中的水建立相应工作方程式。具体的相变蓄热装置如图32相变蓄热装置所示：图3-2相变蓄热装置二Y二目W目二一南扩段主体段减缩段在相变蓄热装置的蓄热体部分建模分析:t5/Qt在相变蓄热装置的热媒介部分建模分析:tftf1.P%f(l-e)(w+N)=pp=o2T)&如(3-4)边界条件：相变蓄热装置的热媒介的具体的进水温度以及流量不固定建模分析：tr=tC=UfJy=0npJ2J其中，Uf具体表示的是热媒介的流速单位为m/s；4叩指的是相变蓄热装置中的具体的进口温度
26、单位是摄氏度。在某些特殊的情况下，并且我们可以的具体的二个等式：tn=t.P尸mp(3-6)tn.八WX=O=0Sx(3-7)当潜热蓄热装置在刚刚开始的时候的状态时，此时潜热蓄热装置内的蓄热体内的温度将保持单一，可以得到等式3-8：ifL=O一玲P/=0-。(3-8)其中：to具体指的是潜热蓄热装置刚刚开始的时候的状态时温度。对流换热系数的计算公式：h=Nunf/b八Pf(3-9)其中：根据式3-9中式子的，入f是导热系数；式中Nup指的是潜热蓄热体与热媒介的努谢尔特殊；式中b指的是潜热蓄热装置中蓄热体宽度。通过以上几式3-3到式子3-9,我们可以求出具体的相变蓄热装置之中相变体的具体的出口温
27、度。3.1.3 光热储能供暖的系统的板式换热模型的建立在光热储能供暖系统的集热以及供暖系统的蓄热还有供暖系统的供暖三个模块之间有一个核心的东西那就是热交换。下面我们将建立热交换的模块的模型，下面具体的画出了水-水板式换热器的具体的模型见图3-3水-水板式换热器示意图：图3-3水-水板式换热器示意图ml,tinlml,toutl.R.板片II1m2,tout2IIJim2,tin2VV-如上图3-3水-水板式换热器示意图所示,该换热器具体可以说是上下两个部分，分别处于换热器的一次侧与换热器的二次侧。一般情况下，水-水板式换热器的具体的一次侧和光热储能供暧的系统的集热器相连，通过光热储能供暖的系统
28、的集热器将热量传递给二次侧，在通过二次侧的热量具体的输送蓄热装置中，将蓄起来的能量输送到蓄热装置中。通过上面图3-3水-水板式换热器示意图描述的过程，我们可以得到公式3-10到公式3-12：(3-10)(3-11)(3-12)=Cpll(LlT加1)Ql=Cp2zw2(。/2加2)Qi=kA%TpJl其中：Ql具体为板换一次侧时候的能量；Q2具体为板换二次侧时候的能量；Cpl具体为板换一次侧时候的比热；Cp2具体为板换二次侧时候的比热。3.2 光电储能供暖的系统的数学模型3.2.1光学模式数学模型对于一般的光学模型的具体构造而言，本文是基于净辐射的一种相关的计算方法。我们可以在在各个界面列出相
29、关的净辐射的平衡方程。具体能量方程如下式子(3-13)到式子(3-16)所示：q“=G(3-13)qC,=RMj+(I-RIt2)q12(3-14)q02=(i-RQqj+(3-15)q,2=qnexpKRopglaJcos6(3-16)其中，式子(3-13)中的反射系数R1,2具体是由菲涅尔方程求出来的:R=L(RT+Rf2lzStan-x2sin265+tan2,+r(3-17)不同的角度具体是由斯内尔定律求出来的:snrsni=ninr(3-18)从式子(3-13)到式子(3-16)的不同的变量的关系可以用下面的示意图来表示，具体如图3-4玻璃内部界面能量具体流向情况示意图所示：图3-4
30、玻璃内部界面能量具体流向情况示意图O.3.2.2热学模式数学模型这里我们假设光电储能供暖的系统的数学模型的热学模式数学模型是一个稳定的过程，那么我们可以的带热传递关系如下图3-5热学模式模型内部构成所示：图3-5热学模式模型内部构成具体热学方面的能量平衡等的一些关系，可以建立方程如下式子(3-19)到式子(3-23)所示:waterCaMba(3-19)Qca一(7-7pvel)GQpvgbss(3-20)QpVgiassartconv+air,rad(3-21)Aair,conV+Aar,radAtopgiass(3-22)(3-23)其中，CgGpvQairjad；gpv-gGpvq=”(
31、皿工)ba=hha(abs-a),G(TPVgIaSS-Ttopglass1)kHSQpvgiass=(TCalFfgkus)PVglass根据式子(3-19)到式子(3-23)所示，其中的温度变量一共有6个未知的温度变量，而我们建立的方程只有五个，因此我们需要依据霍特尔惠勒相关的定理继续建立一个霍特尔惠勒方程组，来解决实际的问题进而求而出6个未知的温度变量。具体的霍特尔惠勒方程组为式子(3-24)Tabs(X)=T1(%)G+cosh(mx)Tbond-TE%pv%)Ga一UIOSScoshm(W-D)2(3.24)3.3光电效应模型这些电子从金属的表面之中做功逃逸出来的逸出功与其对应的极限
32、频率v之间的关系为W=h*vO(3-25)其中，h具体表示为普朗克常量，VO表示为此时的频率，W表示此时具体含有的能量。从金属的表面之中做功逃逸出来的光电子的最大动能Kmax为(3-26)所示：Kmax=hv-W=h(v-v)(3-26)从上面的式子可以看出来，在实际物理要求之中，必须要求的是是正值，因此，并且最重要的是光频率必须大于或等于极限频率，满足这样的条件的时候光电效应才能发生，才能产生电动势，变成光电电池。第四章系统设计以及仿真实验设计一个100平方米面积和高为3米即大约为300立方米体积的建筑物太阳能供暧系统。室外温度零下20度，室内温度不低于20度，房屋隔热系统按一般民用建筑标准
33、要求进行设计。4.1 光热储能供暖的系统的设计太阳能光热储能供暖的系统主要由光热储能集热系统、光热储能蓄热系统、光热储能供暖系统组成，根据上面的要求我们可以选择系统的各项参数以及根据前面建立的一些模我们可以算出的各项参数具体如下所示：1、光热储能集热系统的集热装置采取面朝南，集热倾角55度，集热面积45m2、光热储能蓄热系统的蓄热材料填充质量为50kg,填充率为51%,光热储能蓄热系统蓄热装置实际的蓄热量144.6kJ/kg、光热储能蓄热系统蓄热装置实际的的温度52,光热储能蓄热系统热媒介实际初始的温度为20,光热储能蓄热系统在蓄热时候贮存热量时的流量为1.8m3h,在蓄热时候放热的流量为1.
34、4m3ho3、光热储能供暖系统之中供暖末端的进风实际温度35度左右，进水侧的流量实际是L4m3/h作用，进风侧量实际为100Om3/h左右。具体的设计图如下图4-1所示：图4-1光热储能集热系统的简易示意图其中：ml代表的是光热储能集热系统之中具体的流体流量单位kg/s；tgl,tg2,tg3代表的是再具体的管道传输热时候媒介经过管道后的实际的温度单位；tmix为汇流混合后的实际的温度单位；m2p为光热储能蓄热系统之中流体实际的流量单位kg/s；tinp为光热储能蓄热系统之中进口温度单位C；toutp为光热储能蓄热系统之中出口温度单位4.2 光电储能供暖系统的设计根据上面的要求我们可以选择系统
35、的光电储能供暖系统各项参数以及根据前面建立的一些模我们可以算出的光电储能供暖系统各项参数具体如下所示：1、本文所选用的光伏电池的型号是6GFMJ-33型，参数为：额定电压：12VIOh率容量（Ah）：33Ah；参考内阻：8.5欧等。2、储热系统及供热负荷采暖期汽轮发电机组循环冷却水的供热能力为51kJh,为满足24h供热要求，辅助热源供热系统对外供热能力为17kJh3、光电储能供暖系统之中供暖末端的进风实际温度35度左右，进水侧流量实际是L4m3/h作用。具体的设计图如下图4-2光电储能供暖系统示意图所示:图4-2光电储能供暖系统示意图换热装置4.3 光热储能供暖的系统的仿真设计太阳能光热储能
36、供暖的系统主要由光热储能集热系统、光热储能蓄热系统、光热储能供暖系统组成，根据上面的要求我们可以选择系统的各项参数以及根据前面建立的一些模我们可以算出的各项参数，以及第三章我们建立的太阳能光热储能供暖的系统各种数学模型，对于上面的具体设计我们进行了具体的仿真设计，具体的仿真图如下图4-3光热储能供暖的系统的仿真设计图所示：xitongmoingFileEditViewDisplayDiagramSimulationAnalysisCodeToolsHeip 叵NoEuxitonaoxmgxitQngnoxing BCorstantCcnBtandSc RLC BranchIgder FIUrJ
37、51T*Repeating Seojenoe100%ode23tb如上图4-3光热储能供暖的系统的仿真设计图所示，我们复杂的实际模型进行了简单的MATLAB的各个元件的简单替换，使得我们可以得到具体的反震结果。并且本文进行了具体的仿真运行，仿真的结果图具体如下图4-4太阳能光热储能供暖系统的结果图所示：图4-4太阳能光热储能供暖系统的结果图如图4-4太阳能光热储能供暖系统的结果图所示，其中纵坐标的温度的每一个单元格代表5摄氏度，横坐标的每一个单元格代表1*10000秒。可见在中午的时候太阳能光热储能供暖系统的结果的供暖温度大概都可以达到20度以上并且温度最高的时候还可以达到35摄氏度。4.4
38、光电储能供暖的系统的仿真设计太阳能光电储能供暖的系统主要由光电储能集热系统、光电储能蓄热系统、光电储能供暖系统组成，根据上面的要求我们可以选择系统的各项参数以及根据前面建立的一些模我们可以算出的各项参数，以及第三章我们建立的太阳能光电储能供暖的系统各种数学模型，对于上面的具体设计我们进行了具体的仿真设计，具体的仿真图如下图4-5光电储能供暖的系统的仿真设计图所示：图4-5光电储能供暖的系统的仿真设计图仿真的结果图具体如下图4-6太阳能光电储能供暖系统的结果图所示:图4-6太阳能光电储能供暖系统如图4-6太阳能光电储能供暖系统的结果图所示，其中纵坐标的温度的每一个单元格代表5摄氏度，横坐标的每一
39、个单元格代表1*10000秒。可见不仅是在中午的时候太阳能光热储能供暖系统的结果的供暖温度大概都可以达到20度以上，几乎一整天平局温度都在20度以上，并且温度最高的时候也同样可以达到35摄氏度，并且持续在最高温度35摄氏度的时间段远远大于太阳能光热储能供暖系统。4.5 光热储能供暖的系统与光电储能供暖的系统的比较1、光热储能供暖的系统与光电储能供暖的系统比起来，从上面的仿真结果图来看，加热效果很明显没有光电储能供暖的系统好，达到既定温度时间没有光电储能供暖的系统快，在既定温度时间段的持续时间没有光电储能供暖的系统久，最高温度差不多，整体的供暖效果光热储能供暖的系统比光电储能供暖的系统稍微差一些
40、。2、光热储能供暖的系统与光电储能供暖的系统比起来，但是比较经济，成本比较低，节约时间成本。3、光热储能供暖的系统与光电储能供暖的系统比起来，能量损耗较大，直接用热能加热，中间过程耗散的热能比较大。4、光热储能供暖的系统与光电储能供暖的系统比起来，安装起来也更为简单，方便。第五章总结与展望5.1 结论太阳能发电供热是利用太阳能发电以后再通过电池储能和电加热系统为建筑物提供热源的方式，而太阳能热储和供热的方式是直接将太阳能加热介质，然后再通过热介质的循环将热能供给建筑物。这两种方式各有利弊，效率也不同。因此通过设计一个相同的供热系统，对比两种的方式的效率和经济技术指标从而为太阳能的供暖系统设计和
41、应用提供参考依据，并且为今后对于太阳能发电供热提供更加好的理论依据，促进中国可再生能源相关的发展，本文具体做了以下的研究（1）首先从光电储能与光热储能供暖的系统的研究背景还有研究意义出发，然后对于光电储能与光热储能供暖的系统的一些国内外研究现状进行了探讨，并且阐述了一些本文用到的研究方法。（2）接着对于光电储能与光热储能供暖的系统的一些基础理论知识进行了解，对于具体光电储能与光热储能供暖的系统基本原理做了了解测。（3）然后光电储能与光热储能供暖的系统进行了数学建模分析，最后对于光电储能与光热储能供暖的系统进行了相关的MATLAB仿真实验，通过写这篇论文，让读者更加深入了解光电储能与光热储能供暖
42、的系统方面的知识。同时也提高自己这方面的专业知识。让阅读该论文的读者提高对这方面事项的关注。5.2 展望由于时间和条件的限制，本文所设计的光电储能与光热储能供暖的系统也不尽完善，存在着许多的不足之处，在未来对光电储能与光热储能供暖的系统的更加深入研究中，还有很多可以改进的地方，主要有以下几个方面：（1）对于光电储能与光热储能供暖的系统更加深入的了解，了解更多光电储能与光热储能供暖的系统的知识。（2）具体的数学模型还是有些不尽完善额地方，有待改进。参考文献:1韩东瑞，李鹏鹏.郑州市开展太阳能光热技术应用可行性论述J中国高新技术企业，2013年33期.高子涵，侯元元，潘锐焕.我国太阳能光热发电技术
43、专利分析J中国科技信息，2014年11期.陈伟，张军.聚光型太阳能热发电现状及在我国应用的风险分析J.可再生能源，2010年02期.吴金龙，陈立标，赵世元.浅析太阳能光热光电建筑工程及其实例J.中华民居，2014年04期.王雪梅.基于16位高性能单片机的智能颗粒物检测仪的研究D.河北工业大学,2007.王芳,郑茂余,李忠建,雷帮伟.相变材料在太阳能-地源热泵系统中的应用J太阳能学报,2006(12):1231-1234.7林永居.企业节能减排行为的影响因素与管理对策研究述评几东南学术,2011(03):111-122.8牛辉哲.上海地区经济适用房设计探讨D.同济大学,2008.9王强.机械自动
44、化在太阳能领域中的应用J.科技资讯,2016,14(22):32-33.10詹长根,黄鑫鑫.基于嫡权法的广西能源安全评价J.国土资源情报,2017(07):32-39.11宋宗伟.兰州地区太阳能一地源热泵联合供暖系统的数值模拟研究D.兰州理工大学,2016.12黄国伟.我国能源消费与经济增长的关系及能源消费预测D.暨南大学,2016.13段昊.区域能源选择问题与可再生能源产业发展研究D.中国海洋大学,2009.14 JiangjiangWang,YingYang.Energy,exergyandenvironmentalanalysisofahybridcombinedcoolingheatingandpowersystemutilizingbiomassandsolarenergyJ.EnergyConversionandManagement,2016,124.15 DevrimAydin,ZaferUtlu,OlcayKincay.ThermalperformanceanalysisofasolarenergysourcedIatentheatstorageJ.RenewableandSustainableEnergyReviews,2015,50.
