能源与机械工程学院在太阳能光电光热利用领域取得系列化重要成果

近期,能源与机械工程学院张涛副教授以第一作者及通讯作者在太阳能光电光热综合利用方面的学术论文“Preliminary investigation on the switching time of a photovoltaic solar-assisted heat-pump/heat-pipe hybrid system”(Applied Energy, 2022, 324: 119693)、“Seasonal-regulatable energy systems design and optimization for solar energy year-round utilization”(Applied Energy, 2022, 322: 119500)连续被国际能源类顶级期刊Applied Energy(中科院一区,IF=11.446)录用发表,蔡靖雍副教授及施正荣教授是合作研究者。

近年来,太阳能光电光热综合利用(PV/T)因可同时电能和热能,具有很高的综合利用效率而成为太阳能利用领域的研究热点。合理集成传热模式在满足用户电、热需求的同时提高PV/T系统的耐候性是该方向的前沿课题。第一篇论文集成被动式相变传热(无功耗)与主动式相变传热(有功耗),设计并制造了PV/T复合集热器/蒸发器;并基于该复合集热器/蒸发器,开发了光伏-太阳能热泵/热管复合系统;该复合系统具有主、被动两种运行模式,可根据实时气象及用户要求切换运行模式。搭建了实验测试平台,并建立了复合系统的切换运行数值模型,对主、被动运行模式的切换时机进行了研究。

针对太阳能光热输出在非采暖季存在大量季节性太阳能资源浪费的现象。第二篇论文提出了两种太阳能季节调节能源系统,即太阳能光热和光伏集成以及太阳能光热与有机朗肯循环集成。两种系统都可以实现在采暖季节调节太阳能用于建筑采暖,在非采暖季节充分利用太阳能的季节性余能用于发电。

张涛副教授等致力于太阳能光电光热综合利用、建筑节能、热泵等领域的研究,近两年以第一作者及通讯作者发表中科院一区论文7篇,除上述两篇论文发表在Applied Energy上外,还有3篇论文“Comparative and sensitive analysis on the filling, operating and performance patterns between the solar gravity heat pipe and the traditional gravity heat pipe”(Energy, 2022, 238: 121950)、“Experimental study and numerical validation on the effect of inclination angle to the thermal performance of solar heat pipe photovoltaic/thermal system”(Energy, 2021, 223: 120020)和“Theoretical analysis and experimental study on a low-temperature heat pump sludge drying system”(Energy, 2021, 214: 118985)发表在国际知名期刊Energy上(IF: 8.857),1篇论文“Energy and exergy analysis of a novel solar-air composite source multi-functional heat pump”发表在国际知名期刊Renewable Energy上(Renewable Energy, 2022, 185: 32-46, IF: 8.634),1篇论文“Experimental and numerical investigation on the heating performance of a novel multi-functional heat pump system with solar-air composite heat source”发表在国际知名期刊Sustainable Cities and Society上(Sustainable Cities and Society, 2021, 73: 103118, IF: 10.696)。

以上研究得到了上海市科委重点攻关项目、上海市IV类高峰学科、上海市地方高校重点创新团队等支持。


能源与机械工程学院 供稿