：太阳能电热联用系统综述赵佳飞，骆仲泱*，蔡洁聪，王辉，倪明江（浙江大学热能工程研究所，能源清洁利用国家重点实验室，杭州310027）摘要：本文详细综述了目前电热联用系统（PV/T）的研究文献。为了系统地比较目前的研究进展，本文首先概述了PV/T系统的发展，在此基础上总结了各类（气冷式和水冷式，平板式和聚光式）PV/T系统的结构特点，分析比较了各类PV/T系统的性能。为了分析PV/T系统效率，本文详细介绍了PV/T系统效率的试验测试方法和基于辐射传递模型和热平衡模型的理论计算方法。同时本文分析了目前的研究热点：与建筑一体化的PV/T系统以及聚光PV/T系统的未来发展方向。最后，本文结合各类PV/T系统特点，概述了目前PV/T系统的主要优点和存在的有待解决的主要问题。关键词：电热联用；聚光电热联用；气冷式；水冷式；辐射传递模型；热平衡模型０引言太阳能电热联用系统（PV/T）由光伏发电单元和热收集单元共同组成，该类系统可以同时产生电能和热能。在过去的近30年里，研究者对太阳能电热联用系统进行了大量研究，本文在总结介绍国内外研究进展的基础上，不仅将对太阳能电热联用系统的结构设计、性能分析、模拟计算、试验研究、应用状况进行综述，也将在此基础上系统分析目前太阳能电热联用系统的优点和存在的局限和不足。当太阳辐射入射在太阳电池上时，工程应用中仅有不足5～20％（根据不同的太阳电池）太阳入射能转化为电能，而近60～70％的太阳入射能转化为热能[1]，这部分热能将导致太阳电池表面温度升高，可比环境温度高35℃，而伴随着温度的升高：（1）太阳电池的逆向饱和电流增加，开路电压下降；（2）太阳电池的吸收能带降低，电池所产生的短路电流增加；（3）太阳电池效率将降低，温度系数达到-0.3%/℃～-0.6%/℃[2]。因此，为了回收利用太阳电池产生的热能，同时也为了降低电池温度使其工作在最佳的工作温度，太阳能电热联用系统被提出和广泛研究。但是需要注意到的是：与传统的太阳能热系统和光伏系统相比，太阳能电热联用系统的研究还相对较少，这是目前电热联用系统商业化应用较少的原因之一。对于太阳能电热联用系统的研究早期由Kern和Russel在1978年提出。在随后的几年里，在PV/T系统的结构设计方面，MIT的Hendrie对其进行了主要研究[3]；在PV/T系统的数值模拟计算方面，Raghuraman和Cox等人在1981年到1985期间对其进行了详细研究[4][5]。在此基础上1988年Loferski,1996年Sopianet以及1997年Garg,Adhikari等人分别对太阳能电热联用气冷系统进行了应用研究[6][7][8]；而对于太阳能电热联用水冷系统，1991年Bhargava,1994年Prakash,1995年Garg,Agarwal等人对其开展了相应的应用研究[9][10]。最近十年来，太阳能电热联用系统的理论研究和试验研究得到了进一步的深入，其中1995年Bergene,LØvvik的研究在细化数值模拟的同时结合了大量的试验研究[11]，1997年和2000年Platz和Affolter等人的研究则侧重于试验研究分析[12][13]，在此期间德国丹麦等国也不断有商业公司加入到该领域的应用研究中[14][15]。而从2000年到2006年里，Tripanagnostopoulos,Zondag等人带领的研(a)单向表面流道式PV/T(b)单向背面流道式PV/T(c)双流道式PV/T图1气冷式电热联用系统[21]Fig.1AirtypePV/Tsystems[21]究小组对太阳能电热联用系统进行了最新的试验与模拟计算对比研究，并较为全面地分析了系统运行成本[16]。2005年Zontag和2006年Affolter的关于太阳能电热联用系统的文章不仅介绍目前该系统的技术现状也对该系统的未来发展进行了介绍[17][18]。从近几十年来的文献研究中可以发现，太阳能电热联用系统的各类技术正在逐步完善，特别是在近几年由于太阳电池原材料的短缺以及光伏效率受到温度限制等因素的影响，太阳能电热联用的研究在国外正逐步受到更多的关注，其中PV/T系统与建筑一体化（BIPV）的结合[19]，以及与聚光系统的结合更是成为了应用研究的热点，本文将在应用状况部分进行介绍。１PV/T系统结构太阳能电热联用系统可以根据是否采用聚光技术分为[1]：1）平板式太阳能电热联用系统；2）聚光太阳能电热联用系统。太阳能电热联用系统也可以根据冷却系统的不同分为[20]：1）...