太陽能光伏冰箱系統(tǒng)的性能特性研究

【摘要】：開發(fā)利用太陽能資源能有效應對全球氣候變化，調(diào)整經(jīng)濟結構和能源結構。光伏冰箱系統(tǒng)以太陽能作為系統(tǒng)動力源，擺脫了電網(wǎng)限制，具有安全可靠，清潔無污染等特點。因此，其既可以作為沒有市電供給的山區(qū)、牧區(qū)、島嶼等地的食品藥品冷凍冷藏設備，又可以通過和建筑結合，增加建筑美觀，實現(xiàn)建筑節(jié)能降耗。這些優(yōu)勢使得光伏冰箱具有廣闊的市場前景。為此，國內(nèi)學者針對光伏冰箱系統(tǒng)進行了大量研究。 但是在已有研究中，從建模和實驗測試兩方面對光伏冰箱進行系統(tǒng)分析的研究較少，給系統(tǒng)的設計、部件選擇及優(yōu)化等帶來不便。難以為系統(tǒng)的應用推廣提供詳盡實際的參考。本文針對這一問題做了一定研究，并提出了今后太陽能光伏冰箱制冷技術實用化道路上的研究方向。本文的主要工作內(nèi)容如下： 1、設計了一套由光伏組件、蓄電池、逆變電路、交流冰箱等組成的光伏交流冰箱系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的匹配和運行調(diào)試。分析了光伏冰箱系統(tǒng)的各部件的能量轉換過程，并根據(jù)實測系統(tǒng)工作性能對系統(tǒng)的匹配原則進行了修正。 2、對光伏冰箱系統(tǒng)中的各個部件性能進行了動態(tài)分析，根據(jù)各部件參數(shù)的邏輯關系利用Visio軟件確定了系統(tǒng)模擬流程圖，并最終建立了可利用實時天氣數(shù)據(jù)預測太陽能光伏冰箱系統(tǒng)各部件性能的系統(tǒng)模型。利用該模型對昆明地區(qū)氣象條件下的系統(tǒng)性能進行了模擬和分析，利用該模型還可進一步分析輻照度、環(huán)境溫度對系統(tǒng)中電池組件性能的影響以及系統(tǒng)全年的發(fā)電量和能耗情況等。 3、對昆明地區(qū)氣不同天氣狀況下系統(tǒng)的工作性能進行了實驗測試和分析，結果顯示:電池組件的發(fā)電電流和發(fā)電功率主要受輻照度影響，發(fā)電電流和發(fā)電功率與輻照度基本上成線性關系；輻照度對電池組件工作電壓的影響則不大，隨著輻照度的增加，電池組件工作電壓略有增加；空箱和帶負載時冰箱內(nèi)的最低溫度分別達到-15℃和-12℃，都可滿足制冷需求。對系統(tǒng)主要部件太陽能電池組件的性能進行了測試并提出設計太陽能光伏制冷系統(tǒng)時，必須要考慮單晶硅太陽能電池性能隨使用年限的衰減對系統(tǒng)的影響。測定了系統(tǒng)的太陽能電池電壓電流、蓄電池電壓等參數(shù)隨輻照度等的變化，并將實驗結果與模擬結果進行了對比。結果表明模擬結果和實驗結果基本相符，誤差在10%以內(nèi)。 本文主要關注太陽能光伏制冷技術在實用過程中出現(xiàn)的具體問題，對于指導今后太陽能光伏制冷的應用具有一定的實際意義。 【關鍵詞】：太陽能 光伏制冷 系統(tǒng)性能 模擬 實驗驗證
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TM925.21
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 符號說明7-8
• 目錄8-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題研究的背景及意義11-15
• 1.1.1 能源現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 太陽能開發(fā)的必然性和可行性12-13
• 1.1.3 太陽能光伏冰箱的優(yōu)勢13-15
• 1.2 太陽能光伏冰箱的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 光伏冰箱系統(tǒng)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 光伏冰箱系統(tǒng)的國外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3 本文的工作內(nèi)容及創(chuàng)新點20-22
• 1.3.1 本文的主要工作內(nèi)容20-21
• 1.3.2 本文創(chuàng)新點21-22
• 1.4 本章小節(jié)22-23
• 第2章 光伏冰箱的系統(tǒng)設計及匹配23-34
• 2.1 光伏交流冰箱系統(tǒng)工作原理23-24
• 2.2 制冷熱負荷的計算24-26
• 2.2.1 箱體壁的漏熱量24-25
• 2.2.2 開關門熱量損失 Q_A25-26
• 2.2.3 儲物熱量 Q_P26
• 2.2.4 其它熱量 Q_M26
• 2.3 逆變電路參數(shù)要求26-27
• 2.3.1 逆變電路的主要作用26
• 2.3.2 逆變電路的主要參數(shù)26-27
• 2.4 蓄電池的參數(shù)要求27-28
• 2.5 太陽能電池組件的參數(shù)要求28-31
• 2.5.1 單片太陽能電池串聯(lián)數(shù)目N_s的確定28-29
• 2.5.2 太陽能電池并聯(lián)數(shù)目N_p的確定29-30
• 2.5.3 影響陣列性能的因素30-31
• 2.6 控制電路的參數(shù)要求31-32
• 2.6.1 控制電路的主要作用31
• 2.6.2 控制電路的主要參數(shù)31-32
• 2.7 系統(tǒng)的連接及測試布線32
• 2.8 本章小結32-34
• 第3章 系統(tǒng)性能模擬34-44
• 3.1 太陽能電池組件模型34-36
• 3.2 控制電路模型36-37
• 3.3 蓄電池模型37-38
• 3.4 逆變電路模型38-39
• 3.5 冰箱模型39-42
• 3.6 模擬流程圖42-43
• 3.7 本章小結43-44
• 第4章 光伏交流冰箱系統(tǒng)性能測試44-64
• 4.1 實驗設備及測試方法44-46
• 4.2 實驗結果分析46-57
• 4.2.1 空箱實驗測試結果及分析46-51
• 4.2.2 帶負載實驗測試結果及分析51-55
• 4.2.3 電池組件性能分析55-57
• 4.3 可行性分析57-59
• 4.4 模型的實驗驗證59-62
• 4.5 本章小結62-64
• 第5章 總結與展望64-67
• 5.1 工作總結64-65
• 5.2 工作展望65-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學術論文及參與課題情況70-71
• 致謝71

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