可变光伏容量直接驱动冰热能冷藏仓库制冷性能分析

本文构建了一种带有冰蓄热的独立太阳能光伏（PV）冷库系统。在该系统中，蒸汽压缩制冷循环由光伏阵列直接驱动，压缩机的频率随太阳辐射强度的变化而变化。研究了不同光伏容量驱动系统的制冷性能及匹配特性。

结果表明，当光伏容量与压缩机额定功率之比增加10%时，同频率下压缩机工作所需的太阳辐射强度降低约7.8%，冷库内温度达到10%所需时间。从环境温度降至0°C平均减少32分钟。蒸汽压缩制冷子系统的能效比和冷库系统的性能系数（COP）随着光伏容量与压缩机额定功率α的比值的增加而增加。当α从1增加到1.3时，COP的增长速度非常缓慢。对于压缩机额定功率为4.4kW的光伏直驱冷库系统来说，光伏容量与压缩机额定功率α的合适比值为1.3左右。当冷库系统由5.4kW光伏阵列直接驱动时，整体COP约为0.19。在白天制冷蓄冷、夜间释放冷能的循环模式下，连续运行8天后，所储存的冷能仍能满足负载48小时的制冷需求。按照目前冷库市场价格计算，在系统使用寿命内，冷库单位容积收益约为投资的2.2倍。

结论

本文构建了冰蓄冷光伏冷库系统，并研究了不同光伏容量下系统的性能。分析了系统的光电性能和制冷性能。结论如下：

（1）4.5-6.6kW光伏直驱模式下，压缩机实现自动驱动运行的瞬时辐照度为435-555W/m2,冷库内部温度满足果蔬冷藏要求。光伏容量5.4kW，冷库系统单位空间和时间的平均制冷量最高，即 10.11 kJ/(m3·分钟)

(2) 不同光伏容量下压缩机全天利用效率在80.7%~81.4%之间，三相电流不平衡度在5.50%~9.78%之间，表5：光伏直驱冷库系统初始投资成本（单位：千元）。光伏子系统三相电压在0.26%到0.54%之间。光电转换效率15.38%17.35%。

(3) 当光伏发电容量与系统压缩机额定功率之比增加10%时，同频率下压缩机工作所需的太阳辐射强度减少约7.8%；冷库温度降至0°所需的平均时间减少 32 分钟。蒸汽压缩制冷系统的EER和冷库系统的COP随着光伏容量与压缩机额定功率之比α的增加而增加从1开始，当α增加到1.3时，COP增长速度非常慢。对于压缩机额定功率为4.4 kW的光伏直驱冰蓄冷冷库系统，光伏容量与压缩机额定功率α的适宜比为1.3

(4)冷库系统的驱动5.4kW，可在不同天气条件下连续稳定带载运行。在白天制冷加冷能、夜间仅放冷循环的模式下，连续运行8天后，所存储的冷能仍能满足负载48小时的制冷需求。按照目前冷库市场价格计算，在系统使用寿命内，冷库单位容积收益约为投资的2.2倍。编译陈讲运

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