整合高浓度光伏与真空集热管，降低炎热地区建筑能耗研究

"AdaptingIntegratedHighConcentratedPVModulesandEvacuatedTubeCollectorstoMinimizeBuildingEnergyConsumptioninHotClimate" 这篇论文研究了在炎热气候下如何通过调整集成的高浓度光伏（HCPV）组件和真空集热管（ETC）来减少建筑物的能耗，旨在实现接近零净能耗的建筑（nNZEB）或净零能耗建筑（NZEB）。科威特等地区的建筑能耗是总能耗的主要部分，尤其是在需要制冷的季节，这导致了大量碳排放。因此，研究聚焦于利用可再生能源技术降低这种能耗。 论文提出了一种创新方法，即结合HCPV模块和ETC，以供应生活热水、电力负荷以及建筑的冷却需求。HCPV模块利用高浓度技术提高太阳能转换效率，而ETC则用于高效集热。作者通过单二极管的等效电路模型评估了三结HCPV模块的效率，考虑了浓度水平和温度的影响。同时，他们开发了与TRNSYS（TransientSystemSimulation）子例程兼容的代码，以优化真空管集热器的效率。TRNSYS是一种广泛使用的建筑能源模拟工具，用于分析系统的动态性能。 论文中的模型经过实验数据验证，通过改变系统参数，优化了集成HCPV-ETC系统的效率。瞬态仿真揭示了HCPV-ETC系统各部分的性能表现。此外，还引入了理论代码来评估建筑与可再生能源系统集成后的环境影响。结果表明，集成的HCPV-ETC系统能够充分满足建筑的照明和设备能源需求。 具体而言，采用朝向为25°的HCPV模块，研究估计该系统在大约8年内就能实现最低的能源回收时间。这意味着在投入的初期成本之后，系统可以通过节省的能源在较短时间内收回投资，显示出良好的经济性和可持续性。 这篇研究对行业研究具有重要意义，因为它提供了一种在炎热气候下降低建筑能耗的有效途径，有助于推动绿色建筑的发展，减少对化石燃料的依赖，降低碳排放，同时提高能源效率。通过集成HCPV和ETC技术，建筑可以实现自给自足的能源供应，这对于全球变暖和气候变化的挑战是一个积极的应对策略。