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太阳能光伏光热联合利用(PVT)实验与数值模拟研究的开题报告
一、研究背景
近年来，随着环保意识的逐渐增强，太阳能作为一种清洁、可再生的能源备受重视。太阳能光伏电池和太阳能热搜集器是目前应用最为广泛和发展最快的太阳能利用技术。太阳能光伏电池通过将太阳能转化为电能来实现利用，而太阳能热搜集器则将太阳能转化为热能。然而，两者的利用效率还有很大提升的空间。
为了提高太阳能的综合利用效率，太阳能光伏光热联合利用技术应运而生。太阳能光伏光热联合利用(PVT)系统可以同时收集太阳能的光热两种能量，将其转化为电能和热能，从而提高能源利用效率。目前，太阳能光伏光热联合利用技术已经被广泛应用于家庭热水系统、建筑供暖系统、工业热水系统等领域。
二、研究内容和方法
本研究旨在通过实验和数值模拟的方法，深入研究太阳能光伏光热联合利用技术的优化设计和运行机理。具体研究内容包括以下几个方面：
1.PVT系统的设计和组成
根据太阳能光伏光热联合利用技术的特点和应用需求，设计适合不同应用场景的PVT系统，比如建筑供暖系统、工业热水系统等。研究PVT系统组成的不同方案，比如集热器的形状和材质、光伏电池的布局方式等。
2.PVT系统的效率和性能测试
对不同组成方案的PVT系统进行实验测试，测定其电-热转换效率和热-电转换效率等性能指标，评估PVT系统的综合利用效率。
3.PVT系统的数值模拟研究
基于太阳能光伏光热联合利用技术的运行机理和热学原理，建立PVT系统的数值模型，研究PVT系统的热-电耦合特性和参数优化问题。其中包括热传输方程、光伏电池模型、热吸收模型等。
4.PVT系统的性能分析和优化设计
结合实验测试和数值模拟分析的结果，对PVT系统进行性能分析和优化设计，提高PVT系统的综合性能和经济效益。同时，比较不同组成方案的PVT系统，探究其优缺点和适用范围。
三、研究意义和创新点
本研究将深入探究太阳能光伏光热联合利用技术的优化设计和运行机理，具有以下意义和创新点：
1.提高太阳能利用效率
通过将太阳能的光热两种能量同时联合利用，提高太阳能的综合利用效率，减少对传统能源的依赖，推动环保低碳的能源转型。
2.探究PVT系统的优化设计
通过实验和数值模拟相结合的方法，研究PVT系统的优化设计和运行机理，为其应用于不同领域和场景提供科学依据。
3.探究PVT系统的适用范围
比较不同组成方案的PVT系统，探究其优缺点和适用范围，为PVT系统的市场推广和应用提供支持。
四、研究进展和计划
目前，本研究已经完成了PVT系统组成方案的设计和效率测试，正在进行PVT系统的数值模拟研究和性能分析。接下来，研究计划如下：
1.完成PVT系统数值模拟研究和性能分析工作，并制定性能优化方案。
2.根据性能优化方案，进行PVT系统组成方案的改进和实验测试。
3.对比改进后的PVT系统性能和经济效益，评估其应用前景。
整个研究计划预计耗时两年。