太阳能是一种最有潜力的可再生能源,因其分布广泛、数量巨大、清洁安全等优点而受到广泛的关注。进入二十一世纪以来,光伏发电技术在我国迅速发展,年装机容量不断提高,光伏组件成本也逐渐降低。同时,随着人们对空调系统能耗问题的日益重视,太阳能技术的发展现状与社会各界对降低建筑能耗的需求促使了光伏空调系统的出现。文章搭建了一套电压为24V的光伏直驱空调实验系统,通过实验探究系统在重庆地区冬夏季的运行工况,并使用TRNSYS软件对光伏系统与光伏光热系统在不同地区的应用前景进行了分析,旨在为光伏空调系统的设计和使用提供理论和实际应用参考,具体工作如下:首先,介绍了系统的组成:一台额定功率为750W的直流空调、两个容量为150AH的蓄电池、八块最大功率为300W的光伏发电板及相对应的控制器和逆变器。该系统可提供光伏板与蓄电池联合供电、蓄电池单独供电和光伏板单独供电等三种运行模式,以应对不同的气象条件。同时,在重庆搭建了一个由该系统和一整套能自动储存电流、电压和温度等数据的测试系统组成的实验平台,并对系统的性能进行了评价。其次,对两种运行模式下的系统性能进行了实验研究。实验结果表明,系统在重庆地区均具有良好的采暖和制冷性能,无论是光伏板与蓄电池联合供电模式还是蓄电池单独供电模式,室内温度均可保持在一个平稳的状态。其中联供模式下,制冷和采暖的COP分别为0.49、0.46;蓄电池单独供电模式下,制冷和采暖的COP分别为0.59、0.55。通过对比发现,系统在使用交流电驱动的家用空调运行时,通过逆变器有32.55%的能量损失,使用直流空调与使用家用空调相比,系统的COP整体提升了41.03%。系统所使用的光伏板最高光电转化效率为17.42%。再者,对系统性能进行了模拟研究。采用TRNSYS软件构建了一套光伏直驱空调系统的仿真模型,通过对比得出,模拟数据与实验数据最大误差为6.36%,表明模型的精度满足使用要求;通过模拟得出系统全年发电量为1821.93 k W·h,据此对系统的经济性和环保性进行了评价。最后,对系统进行了优化设计。为充分利用光伏板的热量,将光伏板换成了光伏光热板,并增加了蓄热水箱和水泵等配套设施。通过搭建的优化后系统模型,对重庆地区全年发电量进行前后对比,证明了光伏直驱空调系统利用光伏板热量具有一定优势。根据太阳能资源划分标准,选取拉萨、昆明、南京、三亚这四个典型城市进行全年对比分析,根据分析结果对优化前后的光伏板安装功率等进行了匹配设计,并对光伏系统与光伏光热系统在不同地区的应用前景进行了分析。