一种太阳能聚光光伏光热联产系统成本以及回收期的计算方法技术方案

一种太阳能聚光光伏光热联产系统成本以及回收期的计算方法，按照系统输出能量中的电功率比率和热功率比率对光伏设备的成本与光热设备的成本进行分配，可准确计算出系统中光伏设备单元成本和光热设备单元成本；以已有太阳聚光光伏光热联产系统为基准，引入规模化因子，可以预测出拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的设备总成本以及成本回收期，在完成拟建系统的建设后，可准确获得该系统的光伏设备单位成本、光热设备单位成本以及系统成本回收期。根据所得的系统成本及回收期可判断是否可以投资建设采光面积AT的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统，同时能够指导实际建设采光面积AT的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的资金投入额度与分配办法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于聚光光伏光热综合利用研究领域，设及太阳能聚光光伏光热联产系统 成本W及回收期的计算方法。
技术介绍
典型的太阳能聚光光伏光热联产系统，其部件包括聚光器、光伏组件、光伏电池散 热器、跟踪器、机械支架、光伏附件、光热附件。对于太阳能聚光光伏光热联产系统，按聚光 器种类区分，分为反射式聚光光伏光热联产系统和透射式聚光光伏光热联产系统，反射式 聚光光伏光热联产系统包括:平面镜(V槽)聚光光伏光热联产系统、复合抛物面镜(CPC)聚 光光伏光热联产系统、抛物面镜(槽式、蝶式)聚光光伏光热联产系统、球面镜聚光光伏光热 联产系统等;透射式聚光光伏光热联产系统包括:凸透镜聚光光伏光热联产系统、菲涅尔透 镜聚光光伏光热联产系统等。前述聚光光伏光热联产系统，按照太阳能流的传递过程，工作 原理为:跟踪器使得太阳能聚光光伏光热联产系统跟踪太阳方位，太阳能流经过聚光器进 行汇聚，汇聚的太阳能流全部照射到光伏电池上，其中一部分太阳能流在光伏电池上W光 电效应产电并经由光伏附件输出，另一部分太阳能流在光伏电池上W光热效应产热并经由 光伏电池散热器与光热附件共同作用由流经光伏电池散热器的散热介质将此热量输出。因 此根据太阳能聚光光伏光热联产系统的工作原理可W总结出各个部件的功能:聚光器的功 能为汇聚被转换为电能和热能的太阳能流，光伏组件的功能为将一部分太阳能流转换为电 能并将另一部分太阳能流转换为热能，光伏电池散热器的功能为将光伏电池转换的热能进 行传输，另外，跟踪器的功能为跟踪太阳方位W便于太阳能聚光光伏光热联产系统获得更 多的能被转换为电能和热能的太阳能流，机械支架的功能为支撑固定太阳能聚光光伏光热 联产系统W便于该系统能够获得转换为电能和热能的太阳能流，光伏附件的功能为输出由 光伏组件转换的电能，光热附件的功能为输出由光伏组件转换的热能。 通过对太阳能光伏光热联产系统工作原理W及各个部件功能分析可知，在太阳能 光伏光热联产系统中，光电效应和光热效应在光伏组件上同位置同时间进行，实现了光伏 设备和光热设备在空间上和时间上的一体化组成，因此对该系统光伏设备单位成本、光热 设备单位成本W及回收期的计算，不能单一按照光伏系统或者单一按照光热系统进行设备 单位成本W及回收期计算，需要在太阳能聚光光伏光热联产系统的基础上，获得适用于更 加准确评估太阳能聚光光伏光热联产系统光伏设备单位成本、光热设备单位成本、设备总 成本W及回收期的计算方法。
技术实现思路
针对光电效应和光热效应在光伏组件上同位置同时间进行的太阳能聚光光伏光 热联产系统，本专利技术目的在于提供一种太阳能聚光光伏光热联产系统成本W及回收期的计 算方法。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为： -种太阳能聚光光伏光热联产系统成本W及回收期的计算方法，包括W下步骤； 1)对于采光面积为As的基准太阳能聚光光伏光热联产系统，按照部件成分将基准 系统分为:聚光器、光伏组件、光伏电池散热器、跟踪器、机械支架、光伏附件、光热附件，基 准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本：聚光器的成本为TCeo,光伏组件的成本为 TCpv，光伏电池散热器的成本为TChs，跟踪器的成本为TCtr，机械支架的成本为TCma，光伏附件 的成本为TCpv-A，光热附件的成本为TCpt-a ; 2)将基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本除W采光面积As,获得采光面 积Im 2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本，分别是：聚光器的成本为TCeoi = TCco/As，光伏组件的成本为TCpvi = TCpv/As，光伏电池散热器的成本为TChsi = TChs/As，跟踪器 的成本为TCtri = TCtr/As，机械支架的成本为TCmai = TCma/As，光伏附件的成本为TCpv-Ai = TCpv-a/As，光热附件的成本为 TCpt-ai = TCpt-a/As ; 3)在恒定气象条件:太阳总福照度为G，直射比为Rdni，环境溫度为Ταμ,环境风速为V 和初始运行条件:散热介质进入光伏电池散热器的溫度为Tin,散热介质离开光伏电池散热 器的溫度为Tout,散热介质质量流率为q下，采光面积为As的基准太阳能聚光光伏光热联产 系统输出的电功率为时V，热功率为时tW及热电总效率为η，将电功率、热功率分别除W As，获 得采光面积为Im2的条件下，基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出的电功率为Ppvi、热功 率为时T1，则基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出热电的总功率为Ρτι = Ppvi+Ppti，另外，基 准太阳能聚光光伏光热联产系统电功率比率为电功率与总功率比值，因此电功率比率为Rpv = Ppvi/(Ppv忡PT1)，该系统热功率比率为热功率与总功率比值，因此热功率比率为Rpt=Ppti/ (Ppvi+PpTi)； 4)根据电功率比率Rpv和热功率比率RPT，利用步骤2)中采光面积Im2的基准太阳能 聚光光伏光热联产系统各部件成本，分别组合出采光面积Im2的基准太阳能聚光光伏光热 联产系统的光伏设备成本TCPVEI和光热设备成本TCptei，计算公式如下：[001"光伏设备成本：TCpvEi = Rpv( TCcoi+TCpvi+T 打 ri+TCmai )巧 Cpv-Ai; 光热设备成本：TCptei = RpW TCc日 1 巧 Cpvi 巧打 R1 巧 Cmai )巧 Chsi 巧 CPT-AI; 将采光面积Im2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本TCPVEI除W步 骤3)中的电功率Ppvi，获得基准太阳能聚光光伏光热联产系统光伏设备单位成本TCpveu，同 理，将光热设备成本TCptei除W步骤3)中的热功率PPTi，获得基准太阳能聚光光伏光热联产 系统光热设备单位成本TCpteu，计算公式如下： 光伏设备单位成本:TCpveu=/Ppvi;光热设备单位成本：TCpteu=/Ppti; 5)将步骤4)采光面积Im2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本 TCpvEi和光热设备成本TCptei求和，获得采光面积Im2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统设 备总成本TCi，计算公式如下： TCi = TCpvEi 巧 CpTEi = TCcoi 巧 Cpvi 巧 Ctri 巧 Cmai 巧 Chsi 巧 Cpv-Ai 巧 CpT-Ai 6)拟建太阳能聚光光伏光热联产系统光电光热总功率为Ρτ，引入太阳总福照度G W及步骤3)中基准太阳能聚光光伏光热联产系统的热电总效率n，计算出拟建太阳能聚光 光伏光热联产系统的采光面积At,计算公式如下： Ατ=Ρτ/(6Χη) 7)对应于步骤1)中采光面积As的基准太阳能聚光光伏光热联产系统，引入规模化 因子Rc，用于根据基准系统预测采光面积At的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统设备总成 本TCte ;规模化因子化由如下公式计算：[002^ 其中：TCco、TCpv、TCHS、TCτR、TCMA、TCpv-AW及TCpτ-A分别为采光面积As的基准太阳能 聚光光伏光热联产系统聚光器的成本、光伏组件的成本、光伏电池散热器的成本、跟踪器的 成本、机械支架的成本、光伏附件的成本W及光热附件的成本;Rcco、Rcpv、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能聚光光伏光热联产系统成本以及回收期的计算方法，其特征在于，包括以下步骤；1)对于采光面积为AS的基准太阳能聚光光伏光热联产系统，按照部件成分将基准系统分为：聚光器、光伏组件、光伏电池散热器、跟踪器、机械支架、光伏附件、光热附件，基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本：聚光器的成本为TCCO，光伏组件的成本为TCPV，光伏电池散热器的成本为TCHS，跟踪器的成本为TCTR，机械支架的成本为TCMA，光伏附件的成本为TCPV‑A，光热附件的成本为TCPT‑A；2)将基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本除以采光面积AS，获得采光面积1m2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本，分别是：聚光器的成本为TCCO1＝TCCO/AS，光伏组件的成本为TCPV1＝TCPV/AS，光伏电池散热器的成本为TCHS1＝TCHS/AS，跟踪器的成本为TCTR1＝TCTR/AS，机械支架的成本为TCMA1＝TCMA/AS，光伏附件的成本为TCPV‑A1＝TCPV‑A/AS，光热附件的成本为TCPT‑A1＝TCPT‑A/AS；3)在恒定气象条件：太阳总辐照度为G，直射比为RDNI，环境温度为TAM，环境风速为V和初始运行条件：散热介质进入光伏电池散热器的温度为TIN，散热介质离开光伏电池散热器的温度为TOUT，散热介质质量流率为q下，采光面积为AS的基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出的电功率为PPV，热功率为PPT以及热电总效率为η，将电功率、热功率分别除以AS，获得采光面积为1m2的条件下，基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出的电功率为PPV1、热功率为PPT1，则基准太阳能聚光光伏光热联产系统输出热电的总功率为PT1＝PPV1+PPT1，另外，基准太阳能聚光光伏光热联产系统电功率比率为电功率与总功率比值，因此电功率比率为RPV＝PPV1/(PPV1+PPT1)，该系统热功率比率为热功率与总功率比值，因此热功率比率为RPT＝PPT1/(PPV1+PPT1)；4)根据电功率比率RPV和热功率比率RPT，利用步骤2)中采光面积1m2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统各部件成本，分别组合出采光面积1m2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本TCPVE1和光热设备成本TCPTE1，计算公式如下：光伏设备成本：TCPVE1＝RPV(TCCO1+TCPV1+TCTR1+TCMA1)+TCPV‑A1；光热设备成本：TCPTE1＝RPT(TCCO1+TCPV1+TCTR1+TCMA1)+TCHS1+TCPT‑A1；将采光面积1m2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本TCPVE1除以步骤3)中的电功率PPV1，获得基准太阳能聚光光伏光热联产系统光伏设备单位成本TCPVEU，同理，将光热设备成本TCPTE1除以步骤3)中的热功率PPT1，获得基准太阳能聚光光伏光热联产系统光热设备单位成本TCPTEU，计算公式如下：光伏设备单位成本：TCPVEU＝[RPV(TCCO1+TCPV1+TCTR1+TCMA1)+TCPV‑A1]/PPV1；光热设备单位成本：TCPTEU＝[RPT(TCCO1+TCPV1+TCTR1+TCMA1)+TCHS1+TCPT‑A1]/PPT1；5)将步骤4)采光面积1m2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统的光伏设备成本TCPVE1和光热设备成本TCPTE1求和，获得采光面积1m2的基准太阳能聚光光伏光热联产系统设备总成本TC1，计算公式如下：TC1＝TCPVE1+TCPTE1＝TCCO1+TCPV1+TCTR1+TCMA1+TCHS1+TCPV‑A1+TCPT‑A16)拟建太阳能聚光光伏光热联产系统光电光热总功率为PT，引入太阳总辐照度G以及步骤3)中基准太阳能聚光光伏光热联产系统的热电总效率η，计算出拟建太阳能聚光光伏光热联产系统的采光面积AT，计算公式如下：AT＝PT/(G×η)7)对应于步骤1)中采光面积AS的基准太阳能聚光光伏光热联产系统，引入规模化因子RC，用于根据基准系统预测采光面积AT的拟建太阳能聚光光伏光热联产系统设备总成本TCTE；规模化因子RC由如下公式计算：RC=RCCOTCCO+RCPVTCPV+RCHSTCHS+RCTRTCTR+RCMATCMA+RCPV-ATCPV-A+RCPT-ATCPT-ATCCO+TCPV+TCHS+TCTR+TCMA+TCPV-A+TCPT-A]]>其中：TCCO、TCPV、TCHS、TCTR、TCMA、TCPV‑A以及TCPT‑A分别为采光面积AS的基准太阳能聚光光伏光热联产系统聚光器的成本、光伏组件的成本、光伏电池散热器的成本、跟踪器的成本、机械支架的成本、光伏附件的成本以及光热附件的成本；RCCO、RCPV、RCHS、RCTR、RCMA、RCPV‑A以及RCPT‑...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏进家，谢胡凌，王泽昕，高阳，马秋鸣，刘志兵，张高明，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61