地區(qū)大氣環(huán)境狀況及其對太陽能高效利用的影響研究

【摘要】：大氣環(huán)境與人類的生存和發(fā)展息息相關(guān),太陽能作為近些年逐步發(fā)展起來的可替代常規(guī)的化石能源的產(chǎn)業(yè)開始受到了普遍的關(guān)注。太陽能的利用由于受到了大氣環(huán)境當(dāng)中的廣泛存在的顆粒物的影響,使得太陽能利用效率的下降,所以對于大氣環(huán)境以及大氣環(huán)境中顆粒物對太陽能利用的影響研究具有重要意義。 本文首先針對呼和浩特地區(qū)的地理位置所處的西北地區(qū)的沙塵天氣的概況進行認識,同時針對了呼和浩特一些地區(qū)的監(jiān)測站的顆粒物的濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了采集,同時建模計算大氣環(huán)境中污染物并對擴散因素的影響分析。在風(fēng)能、太陽能利用技術(shù)省部共建實驗室內(nèi)主要完成對光電板以及光熱實驗臺架上自然積灰的收集統(tǒng)計,進行針對光伏/光熱組件的有無沙塵覆蓋的對比測試影響實驗。 本文通過對內(nèi)蒙古呼和浩特等地區(qū)大氣環(huán)境監(jiān)測站的顆粒物濃度的監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集以及建模計算確定了細顆粒物PM2.5為呼和浩特地區(qū)的大氣環(huán)境中所存在的主要顆粒物,風(fēng)、大氣穩(wěn)定度以及城市建筑物為顆粒物擴散的主要影響因素。 文中針對實驗室內(nèi)裸露于自然環(huán)境當(dāng)中的光電板進行沉降積灰收集計算,并確定了光電板每平方米的布灰量為1.64～2g/m2,通過粒度分析得到了在自然積灰條件下在光電板上降塵的灰塵粒度分布范圍在20-30nm之間,其中以25nm左右分布的最多。并同時確定了在陰天無風(fēng)的天氣所收集到的灰塵要比有風(fēng)的天氣晴朗的條件下所收集的灰塵的量要高,上午時段比下午時段收集的灰塵多。 文章通過對有無積灰布撒的光電板對比實驗確定在天氣晴好的輻照強度高的中午時段,經(jīng)過計算取2g自然條件下所收集到的沉積于光電板表面的灰塵均勻布撒于需要測試的光電板表面,氣象因子為總輻照強度880～900w/m2,環(huán)境溫度在3℃～4℃,風(fēng)速在0～1m/s的范圍內(nèi),光電板的輸出功率下降6%～7%。 在本文中針對了光熱對比實驗確定在冬季天氣晴朗,基本氣象條件為直射輻照強度為500-600W/m2,風(fēng)速的變化在0.5～1.5m/s,環(huán)境溫度變化范圍為4～5℃,自然積灰18天的光熱組件與潔凈的光熱組件的熱效率測試情況為：工況流量為10L/h時,自然積灰組件同潔凈組件的熱效率相差量為5%左右,工況流量為20L/h時,自然積灰組件的熱效率同潔凈組件的熱效率相差15%左右,工況流量為40L/h時,自然積灰組件的熱效率同潔凈組件的熱效率相差為20%左右。 【關(guān)鍵詞】：大氣環(huán)境 顆粒物沉降 光電利用影響 光熱利用影響
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X51;TK519
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究的背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 大氣環(huán)境空氣質(zhì)量的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 大氣環(huán)境中沙塵對太陽能利用影響的研究現(xiàn)狀11
• 1.2.3 大氣環(huán)境中顆粒物監(jiān)測的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容13-14
• 第二章 大氣環(huán)境以及其對太陽能高效利用影響的基礎(chǔ)理論14-36
• 2.1 大氣環(huán)境中顆粒物存在的理論基礎(chǔ)14-22
• 2.1.1 大氣環(huán)境中的沙塵顆粒物綜合概述14-19
• 2.1.2 自然大氣環(huán)境沙塵天氣的傳播路徑19
• 2.1.3 有關(guān)沙塵以及沙塵天氣的相關(guān)總結(jié)19-20
• 2.1.4 城區(qū)及市郊污染源中的顆粒物存在的基礎(chǔ)理論20-22
• 2.2 大氣環(huán)境對太陽能利用的影響的理論基礎(chǔ)22-25
• 2.2.1 太陽輻射在大氣層當(dāng)中的衰減22
• 2.2.2 大氣的光學(xué)質(zhì)量22-23
• 2.2.3 太陽輻射通過大氣介質(zhì)衰減的Bouguer-Lambert定律23-24
• 2.2.4 大氣的透明度24-25
• 2.3 大氣環(huán)境中的顆粒物的基礎(chǔ)理論25-28
• 2.3.1 顆粒的粒徑分布26
• 2.3.2 大氣環(huán)境當(dāng)中顆粒物捕集的基礎(chǔ)理論26-28
• 2.4 有關(guān)大氣環(huán)境中顆粒物監(jiān)測的基礎(chǔ)理論28-36
• 2.4.1 空氣中的顆粒污染物28-29
• 2.4.2 大氣環(huán)境的污染源29-30
• 2.4.3 空氣中污染物分布的時空特點30-31
• 2.4.4 顆粒物的測定31-36
• 第三章 呼和浩特地區(qū)空氣顆粒物的監(jiān)測、預(yù)測以及影響因素分析36-46
• 3.1 顆粒物監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集37-39
• 3.2 建模及計算39-43
• 3.2.1 建模39-41
• 3.2.2 數(shù)據(jù)計算41-42
• 3.2.3 結(jié)果分析42-43
• 3.3 城市大氣中顆粒物擴散的主要影響因素43-46
• 3.3.1 風(fēng)的影響43-44
• 3.3.2 大氣穩(wěn)定度的影響44
• 3.3.3 城市建筑物的影響44-46
• 第四章 自然積灰對光熱及光伏組件輸出性能的影響46-52
• 4.1 光電板表面積灰的收集以及單位面積積灰量分布的統(tǒng)計46-48
• 4.2 光電板積累的灰塵粒度的分析48-50
• 4.2.1 積灰粒度的測試原理48
• 4.2.2 實驗的設(shè)備以及系統(tǒng)48-49
• 4.2.3 實驗結(jié)果以及分析49-50
• 4.3 光電板表面自然降塵的收集分析50-52
• 第五章 地區(qū)大氣環(huán)境對太陽能高效利用的影響52-61
• 5.1 表面積灰對光電板性能的影響52-54
• 5.1.1 實驗的原理及設(shè)備要求52-53
• 5.1.2 實驗的氣象條件53-54
• 5.1.3 實驗的結(jié)論54
• 5.2 有積灰覆蓋的光熱組件熱效率的下降實驗54-61
• 5.2.1 實驗的原理以及設(shè)備要求55-57
• 5.2.2 實驗過程中的氣象條件57-58
• 5.2.3 光熱實驗結(jié)論58-61
• 第六章 結(jié)論與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61-62
• 6.2 工作的改進與展望62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 在讀期間的科研成果68-69
• 附錄69

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