ISSN 2095-560X
CN 44-1698/TK
CONDEN XJIIA8
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太阳能光电/光热建筑一体化（BIPV/T）综合利用系统中的空气隔热层可以提高系统光热效率，但支撑边框会在板芯上形成阴影，该阴影会影响BIPV/T的综合性能。本文建立了二维的辐照场模型、传热模型和电学模型，探索边框阴影分布规律及其对BIPV/T光电光热性能的影响。研究结果表明：以北京地区为例，系统的边框阴影显著且全年呈规律性分布；全年来看，边框阴影对系统的光热性能影响较小，日平均光热效率增/损的最大值为0.49%；阴影对系统的光电性能影响显著，日平均光电效率损失的最大值为13.19%；由阴影引起的月平均发电量损失介于0.1% ~ 13.2%之间。
采用溶胶–凝胶及超临界CO2干燥合成了TiO2气凝胶，采用非平衡态氮气直流等离子体表面改性技术对气凝胶处理得到掺氮TiO2气凝胶（N-TiO2）。通过BET、UV-Vis、XRD、SEM、XPS等技术对样品的微观形貌、晶体结构及含氮量进行分析表征。结果表明，TiO2气凝胶具有远高于P25（DEGUSSA公司生产的商用二氧化钛）的孔隙率和比表面积。而在等离子体表面改性掺N之后，TiO2气凝胶依然能保持较高的孔隙率和比表面积。在甲醇作为牺牲剂的水溶液中分别对P25、纯TiO2气凝胶和N-TiO2气凝胶的光催化性能进行测试。结果表明，纯TiO2气凝胶与P25的催化效率基本一致，在高压汞灯作为光源的情况下最高产氢速率可达0.6 µmol/min。而通过等离子体表面改性掺N的N-TiO2气凝胶产氢速率是P25的1.5倍，达到0.9 µmol/min。
本文分别采用单温模型和双温模型，对氢气和空气预混气体在多孔介质微燃烧器中的燃烧特性进行了数值模拟。讨论了两种模型计算结果的差异，并重点研究了单温模型的适用条件。结果表明：与双温模型相比，单温模型计算的火焰温度偏低，火焰位置更靠近上游；在多孔介质导热系数较小或孔隙率较大时，单温模型和双温模型得到的火焰温度和火焰位置差异较小。
恒容条件下，实验研究了甲烷水合物在膨润土中的生成规律，考察了不同水浴温度（3℃、5℃、7℃和9℃）和不同初始压力（9 MPa、12 MPa和15 MPa）对甲烷水合物生成规律的影响。研究表明：水合物在膨润土中生成的诱导时间很短，生成速度快，初始压力为12 MPa、水浴温度为3℃时，诱导时间最短为16.5 min；当系统温度降低到设置温度时，水合物基本停止生成，水合物的生成受到传质过程控制；水合物停止生成后，最终压力均明显高于纯水体系甲烷水合物相平衡压力。水的最终转化率介于55.73%和61.93%之间，水的最终转化率随着水浴温度降低而增大，但是增大的幅度并不显著。
通过添加SiO2改性的石墨烯，制备了一种石蜡质量含量为30%的改性石墨烯–石蜡复合相变乳液。研究了改性石墨烯对该乳液的导热性能、相变潜热和相变循环稳定等性能的影响。结果表明：复合相变乳液的导热系数随着添加改性石墨烯比例的增加而增大，当添加量为0.15%时，导热系数增大了约20%；添加改性石墨烯对该乳液的相变温度和相变潜热影响不大；该复合相变乳液具有较好的循环稳定性。
基于均匀颗粒填充床模型，采用体心立方体模型构建了石墨泡沫材料流域的微观模型，并利用COMSOL软件数值得到了硝酸熔盐在其内流动的速度和压力分布。进而研究了其压力梯度与流速之间的关系，并分析了孔隙率及孔径等参数对石墨泡沫内流体压降的影响。研究结果表明，孔隙率ε和孔径是影响多孔石墨泡沫渗流性能的主要因素，孔隙率越大，渗透能力越强。
随着海洋资源开发的深入，波浪能转换逐渐成为新能源工作的研究热点。本文对中国南海永暑礁附近海域的波浪能资源进行调查，结合鹰式波浪能装置的发电效率，对波浪能的发电量进行估算。同时以日均满负荷工作小时数为考核指标，将波浪能与太阳能、风能的发电情况进行对比，证实在偏远海域开发利用波浪能的可行性。同时验证了漂浮式多能互补发电平台能量供给的可行性，为深海资源开发，尤其是解决偏远海岛驻军、居民的用电困难提供新技术。
太阳能分布式冷热电联供是可再生能源和分布式能源的重要发展方向，储能技术是解决其中并网稳定性和供需不平衡的关键。本文介绍了储能技术发展状况，并针对太阳能分布式冷热电联供系统，从系统结构和运行控制两方面出发，分析了储能系统在各子系统中的应用及作用；探讨了运行模式和控制策略的特点和差异性，为太阳能分布式冷热电联供的推广以及储能技术的应用提供参考。
本文针对影响光伏电池出力的温度和辐照度两个重要因素，提出了一种实用的光伏组件输出功率的预测模型。该模型从实际环境变化出发，根据太阳能光伏电池的短路电流Isc、开路电压Uoc、最大功率点电压Ump、最大功率点电流Imp以及温度系数，求解光伏电池的4个待定参数，确定硅太阳电池的电流方程，得到光伏电池的输出功率。同时，本文还进行了实验研究，对实验数据和模型预测得到的光伏电池输出功率的数据进行对比分析，结果表明，预测模型具有良好的的适应性和应答性。
利用ORNL热泵设计模型对制冷和制热两种模式下空调系统的制冷剂最佳充注量进行了一系列计算及分析，探究了换热器面积和制冷剂充注量对空调系统性能的影响。结果表明，在制冷和制热两种工况下，大换热器面积系统的最佳充注量均比小换热器面积系统的有所增加；同一系统中，制冷和制热两种模式下的最佳充注量不相等；当冷暖空调室内侧换热面积大于室外侧时，制冷与制热两种模式间最佳充注量的差异缩小。
氨吸附式制冷系统具有制冷量大、传质快等优点，是一种优良的吸附式制冷系统。氨吸附式制冷系统可利用船舶余热、太阳能以及工业过程余热等热量提供冷量，具有节能环保作用。本文从氨吸附式制冷系统吸附工质对、热力循环以及用途等方面开展探讨。
为了满足污水处理厂白天用电量，在污水处理厂内构建了分布式光伏发电系统，通过建立数学模型，计算其装机容量。由于光照强度和环境温度随时变化，本文划分春夏秋冬四个典型日进行光伏出力计算，进而得出全天各时段单个光伏电池的发电量，一天中发电量较大的时段集中在10:00–14:00，将该时段的光伏发电量与污水处理厂对应时段的用电量相比，计算出所需光伏电池个数。通过对不同光伏电池个数情况下春夏秋冬四个典型日的自用率相比较发现，当电池数量分别为5175个、4912个、4891个时，自用率在90% ~ 94%之间，此时光伏发电量基本满足春季、夏季10:00–14:00全部用电量以及秋冬季大部分用电量，从而确定污水处理厂分布式光伏最佳装机容量为1272 ~ 1346 kWp。
本文分别以普通铝箔（AF）和涂碳铝箔（CCAF）作为正极集流体，制作成9 Ah软包石墨/磷酸铁锂电池（C/LiFePO4），并采用多种测试手段研究和对比了各电池的电化学性能。研究结果显示，采用涂碳铝箔可增大活性物质与集流体间的接触面积，提高电导率，有效降低电池极化。CCAF电池的电化学性能优于AF电池，具体表现为：交流内阻（ACR）降低了7.30 mΩ，相同荷电状态（SOC）下的直流内阻（DCR）降低了9 ~ 12 mΩ，放电平台电压提高了40 mV，瞬间电压反弹速率（dV/dt）降低了0.94 V/h，−20℃的1 C放电效率提高了2.4%，5 C放电容量与 1 C放电容量的比率提高了10.6%，5 C放电温升降低了15.2℃，5 C循环500周容量保持率提高了7.06%。
