文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
太阳能光伏直流冰箱的能量管理和系统匹配研究
姓名:刘群生
申请学位级别:硕士
专业:机械与动力工程学
指导教师:张鹏
20070101
摘要
太阳能光伏直流冰箱的能量管理和系统匹配研究

摘要

随着太阳能技术及其相关产业的发展,太阳能热水器、太阳能空调
等太阳能产品越来越多地进入了千家万户。太阳能光伏冰箱在国外已有
小批量的产品,而在国内这方面的产品则显得相对落后,因此有必要对
太阳能光伏直流冰箱系统进行更多的研究,一方面,这对给没有市电供
给的边远山区、牧区、岛屿等地区配备必要的食品冷冻冷藏设备、药品
疫苗冷藏设备,以提高这些地区人们的生活质量和医疗条件有重要意义;
另一方面,为未来太阳能光伏制冷的广泛应用提供一定的理论支持。
本文围绕能量管理和系统匹配,对太阳能光伏直流冰箱系统的进行
了研究,所得到的结论同样适用于其它类似的、电能的获得与冷量的需
求在季节上高度匹配的太阳能光伏直流制冷系统,如直接在室外使用的
太阳能光伏直流冷柜系统、太阳能光伏直流冷库系统等。
首先,就太阳能技术发展的背景、太阳能电池理论及研究现状、太
阳能光伏制冷等方面进行综述,并对太阳能光伏冰箱的国内外研究现状
进行了叙述。
然后,根据独立太阳能光伏制冷系统的特点,设计了一台太阳能光
I
摘要
伏直流制冷系统,以直流冰箱作为此系统的负载。并以此为基础搭建了
实验测试装置,以对系统的运行数据进行实时采集。
第三,测试了太阳能光伏直流冰箱在晴天、多云及阴雨天气情况下
的工作性能,如太阳能电池电压、蓄电池电压、蓄电池充电电流、冰箱
电压电流、冰箱温度等参数,根据实验数据对系统的匹配原则进行了修
正。实验数据表明,设计太阳能光伏制冷系统时,必须要考虑单晶硅太
阳能电池性能随使用年限的衰减对系统的影响。
第四,分析了太阳辐照度和环境温度对太阳能光伏直流冰箱系统的
影响,并在此基础上分析了此系统的地域适用性。
最后,结合实验数据,对本实验中的太阳能光伏冰箱系统进行了火
用分析,分析了系统中火用损失的主要环节,指出了提高该系统火用效
率的方法,并给出了几种方案。

关键词:太阳能,光伏,制冷,直流冰箱,火用,能量管理,系统匹配
II
ABSTRACT
STUDY ON THE ENERGY MANAGEMENT AND
SYSTEM MATCHING OF A SOLAR PHOTOVOLTAIC
DC REFRIGERATOR

ABSTRACT

With the development of solar technology and the industry related to
solar, solar water heater, solar air-conditioner and other solar products are
used by people in a growing number. It is reported that there has been
low-volume solar photovoltaic (PV) refrigerators abroad, but these products
are underdeveloped in contrast with that in foreign countries, so it is
necessary to give more detailed study on a solar PV refrigerator system. For
one thing, it is very important for the improvement of the people’s living
conditions and medical conditions in the areas where the grid is unavailable,
such as remote mountainous areas, pasture areas and some inlands and islets
and so on. For another, the study will support the prehensive
application of solar PV refrigeration in the future to certain extent.

The following studies of a solar PV DC r