小型太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)的研究與設計

【摘要】：本文選題是基于解決能源緊張和環(huán)境污染的問題為基礎(chǔ),將太陽能集熱技術(shù)和溫差發(fā)電技術(shù)有機的結(jié)合起來,設計一個綠色無污染的溫差發(fā)電裝置。通過太陽能集熱系統(tǒng)采集熱能,與裝置冷端形成溫差,完成熱電轉(zhuǎn)換的功能。本文首先以溫差發(fā)電的基本原理為基礎(chǔ),建立太陽能溫差器理論模型。通過理論模型分析,推導出太陽能溫差發(fā)電的計算公式,找出影響太陽能溫差發(fā)電性能的各個因素,確定實際應用中提高發(fā)電效率和輸出功率的有效措施和方法。其次,搭建溫差發(fā)電器性能測試平臺,對四種溫差發(fā)電模塊進行分析和研究,進而確定性能最可靠的溫差發(fā)電器,明確影響發(fā)電性能的具體因素。然后利用軟件TracePro對復合拋物面聚光器建立模型,進行仿真模擬,通過模擬光線追跡和接收面的光照強度,分析對比各種情況的吸熱性能,設計出了最佳CPC聚光器。最后搭建整個系統(tǒng),將16片溫差發(fā)電模塊以串聯(lián)的形式連接起來,實現(xiàn)熱電轉(zhuǎn)換,在冷熱端溫差為50℃,負載為為80Ω時,該系統(tǒng)的最大開路電壓為57.2V,最大功率為12.5W。 【關(guān)鍵詞】：溫差發(fā)電 太陽能 復合拋物面聚光器
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM913
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-11
• 1.1 研究的背景和意義8
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)8-10
• 1.3 本文主要研究的內(nèi)容10-11
• 第2章 溫差發(fā)電的理論分析11-25
• 2.1 熱電轉(zhuǎn)換的基本效應11-16
• 2.1.1 塞貝克效應11-13
• 2.1.2 帕爾帖效應13-14
• 2.1.3 湯姆遜效應14-15
• 2.1.4 傅里葉效應15
• 2.1.5 焦耳效應15-16
• 2.1.6 熱電效應的相互關(guān)系16
• 2.2 熱電轉(zhuǎn)換優(yōu)值系數(shù)16-18
• 2.3 溫差發(fā)電工作原理18-19
• 2.4 溫差發(fā)電的主要性能參數(shù)19-22
• 2.5 太陽能溫差發(fā)電裝置的理論模型22-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 溫差發(fā)電裝置工作性能的實驗研究25-37
• 3.1 實驗目的與實驗原理25-26
• 3.1.1 實驗目的25
• 3.1.2 實驗原理25-26
• 3.2 搭建實驗平臺與測試26-30
• 3.2.1 搭建實驗平臺26-29
• 3.2.2 實驗過程29-30
• 3.3 實驗結(jié)果與分析30-32
• 3.3.1 溫差發(fā)電模塊的確立30
• 3.3.2 最佳匹配負載RL30-31
• 3.3.3 開路電壓與冷熱端溫差的關(guān)系31-32
• 3.3.4 輸出功率與冷熱端溫差的關(guān)系32
• 3.4 不同散熱方式對溫差發(fā)電性能的影響32-35
• 3.5 模塊串并聯(lián)對發(fā)電性能的研究35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 聚光器的仿真模擬37-49
• 4.1 復合拋物面聚光器原理37-38
• 4.2 CPC的設計38-40
• 4.3 復合拋物面聚光器的模擬仿真40-47
• 4.4 本章小結(jié)47-49
• 第5章 小型太陽能溫差發(fā)電裝置的設計49-56
• 5.1 集熱裝置的設計49-51
• 5.2 系統(tǒng)平臺搭建51-52
• 5.3 系統(tǒng)性能測試與分析52-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻58-64
• 致謝64

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