太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)研究

【摘要】：太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是太陽能熱電綜合利用的另一種途徑,具有理論效率高,輸出電功率密度高,可靠性高,無污染等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用前景。本文主要對太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究,以提高系統(tǒng)的效率。 1)對系統(tǒng)的聚光器、太陽自動(dòng)跟蹤器、輻射器、濾光器、散熱器等部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),初步確定了各部件的結(jié)構(gòu)尺寸。 2)基于熱電綜合利用效率,建立了太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的傳熱模型,采用離散變量網(wǎng)格法,對系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了系統(tǒng)各部件的最佳設(shè)計(jì)尺寸,分析了各部件的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明：增加聚光器的開口半徑和聚光比,可以有效提高系統(tǒng)的熱電綜合利用效率；輻射器的內(nèi)半徑及高度對系統(tǒng)的熱電綜合利用效率的影響,存在一個(gè)最佳值；增加濾光器定位圓半徑不利于提高系統(tǒng)的發(fā)電效率和熱電綜合利用效率,但有利于提高熱效率；增加散熱器內(nèi)核的內(nèi)壁面半徑基本不影響系統(tǒng)的效率。 3)基于FLUENT軟件,建立了系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換器的數(shù)值模型,并對其進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了氣候參數(shù)及各部件的性能參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明：提高太陽輻射強(qiáng)度、聚光器的表面反射率及采集因子、玻璃蓋的透射率均能有效提高系統(tǒng)的效率；氣溫及風(fēng)速的增加基本不影響系統(tǒng)的發(fā)電效率,但對熱效率及熱電綜合利用效率造成了一定的影響；提高輻射器的發(fā)射率反而不利于提高系統(tǒng)的發(fā)電效率,但有利于提高熱效率及熱電綜合利用效率；增加散熱器入口水溫不利于提高系統(tǒng)的效率；增加散熱器的入口流速可以提高系統(tǒng)的發(fā)電效率,而熱效率及熱電綜合利用效率先增大后減小,存在一個(gè)最佳流速。 4)對太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了加工與改進(jìn),通過實(shí)驗(yàn)分析了運(yùn)行工況對系統(tǒng)性能的影響,并與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比,分析了系統(tǒng)白天的運(yùn)行性能,并與太陽能熱光伏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值結(jié)果的變化趨勢基本吻合,但存在一定的偏差；與太陽能熱光伏系統(tǒng)相比,太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)有助于提高輻射器溫度和熱水溫度,且有效提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率、熱效率及熱電綜合利用效率,最高值的增幅分別達(dá)到了28.64%、13.91%及15.74%。 【關(guān)鍵詞】：太陽能熱光伏 熱電聯(lián)產(chǎn) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 數(shù)值模擬 實(shí)驗(yàn)研究 效率
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 圖表目錄11-14
• 1 緒論14-21
• 1.1 太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)簡介14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 太陽能熱光伏系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.2 聚光型太陽能熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容20-21
• 2 太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-36
• 2.1 聚光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-26
• 2.1.1 聚光器的概述及選型23-25
• 2.1.2 旋轉(zhuǎn)拋物面聚光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-26
• 2.2 太陽自動(dòng)跟蹤器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-27
• 2.3 輻射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-31
• 2.3.1 輻射器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27-30
• 2.3.2 輻射器的小結(jié)30-31
• 2.4 濾光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 2.5 散熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-34
• 2.6 供熱組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-35
• 2.7 本章小結(jié)35-36
• 3 太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)36-53
• 3.1 傳熱模型36-44
• 3.1.1 聚光器的傳熱模型36
• 3.1.2 玻璃蓋的傳熱模型36-38
• 3.1.3 輻射器的傳熱模型38-39
• 3.1.4 濾光器的傳熱模型39
• 3.1.5 光伏電池組件的傳熱模型39-40
• 3.1.6 散熱器的傳熱模型40-42
• 3.1.7 循環(huán)水泵的傳熱模型42-43
• 3.1.8 水箱的傳熱模型43
• 3.1.9 模型闡述與比較43-44
• 3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)44
• 3.3 結(jié)果分析44-51
• 3.3.1 聚光器的開口半徑對系統(tǒng)性能的影響45-46
• 3.3.2 聚光器的聚光比對系統(tǒng)性能的影響46-47
• 3.3.3 輻射器的內(nèi)半徑對系統(tǒng)性能的影響47-48
• 3.3.4 輻射器的高度對系統(tǒng)性能的影響48-49
• 3.3.5 濾光器的定位圓半徑對系統(tǒng)性能的影響49-50
• 3.3.6 散熱器內(nèi)核的內(nèi)壁面半徑對系統(tǒng)性能的影響50-51
• 3.4 優(yōu)化結(jié)果51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 4 太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)值模擬53-72
• 4.1 數(shù)學(xué)物理模型53-56
• 4.2 模型設(shè)置56-58
• 4.3 模型闡述與比較58-59
• 4.4 數(shù)值模擬結(jié)果與分析59-71
• 4.4.1 氣候參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響60-63
• 4.4.2 聚光器對系統(tǒng)性能的影響63-66
• 4.4.3 玻璃蓋對系統(tǒng)性能的影響66-67
• 4.4.4 輻射器對系統(tǒng)性能的影響67-69
• 4.4.5 散熱器對系統(tǒng)性能的影響69-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 5 太陽能熱光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究72-90
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置72-77
• 5.1.1 聚光器的加工74
• 5.1.2 玻璃蓋的加工74-75
• 5.1.3 輻射器的加工75
• 5.1.4 高反射頂蓋與底蓋的加工75-76
• 5.1.5 濾光器的加工76
• 5.1.6 散熱器的加工76-77
• 5.1.7 實(shí)驗(yàn)裝置的主要改進(jìn)77
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析77-89
• 5.2.1 氣候參數(shù)的測量78-79
• 5.2.2 運(yùn)行工況對系統(tǒng)性能的影響79-84
• 5.2.3 系統(tǒng)白天的運(yùn)行性能分析84-89
• 5.3 本章小結(jié)89-90
• 6 結(jié)論與展望90-92
• 6.1 全文總結(jié)90-91
• 6.2 研究展望91-92
• 致謝92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

熱光伏技術(shù)基本原理與研究進(jìn)展    陳雪;宣益民;

熱光伏技術(shù)的研究進(jìn)展    喬在祥,陳文浚,杜邵梅

聚光型混合光伏光熱系統(tǒng)熱電性能分析    崔文智;于松強(qiáng);廖全;

一維光子晶體熱輻射光譜控制模擬研究    劉廣平;宣益民;韓玉閣;李強(qiáng);

基于菲聶爾透鏡的聚焦太陽能PV/T系統(tǒng)熱電性能研究    翟輝;代彥軍;吳靜怡;

太陽能分頻利用電熱聯(lián)產(chǎn)初步研究    陳則韶;莫松平;李志宏;江守利;江斌;王海千;盧保羅;

太陽能熱光伏系統(tǒng)輻射器熱設(shè)計(jì)    陳雪;宣益民;韓玉閣;

一維光子晶體在熱光伏技術(shù)中的應(yīng)用    劉廣平;宣益民;韓玉閣;

應(yīng)用于熱光伏電池的一維Si/SiO_2光子晶體濾光器研究    劉廣平;宣益民;韓玉閣;李強(qiáng);

太陽能熱光伏系統(tǒng)性能分析研究    陳雪;宣益民;韓玉閣;

太陽能熱光伏系統(tǒng)機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究    陳雪

微結(jié)構(gòu)熱輻射光譜控制特性及其應(yīng)用研究    劉廣平

熱光伏系統(tǒng)散熱研究    陶玲

復(fù)合拋物面聚光型太陽能電熱聯(lián)用系統(tǒng)性能實(shí)驗(yàn)    王科

聚光型太陽能電熱聯(lián)用系統(tǒng)性能的數(shù)值模擬    于松強(qiáng)

太陽能熱光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    陳一中

熱光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    楊濤

擠出機(jī)雙流道筒體的設(shè)計(jì)及換熱能力的計(jì)算與分析    潘寶霞;賈朝陽;

復(fù)合墻體室內(nèi)溫度響應(yīng)研究    許建柳;

地源熱泵豎埋U形換熱器一維數(shù)值模型    李茜;蘇華;李曉虹;張燕;

離心泵葉輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)    王幼民,唐鈴鳳

CSP連軋過程變形的有限元分析    李傳瑞;王立濤;葛仁余;余小魯;陳志浩;

SCSGJ-2.6型小型水草收割機(jī)明輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)    陳金穩(wěn);張麗珍;柏春祥;

農(nóng)產(chǎn)品加工的供熱管道在傳輸過程中的熱損耗分析    宋如敏;王恒青;

太陽能聚光光伏光熱(CPV/T)系統(tǒng)研究    孫利國;華永明;張耀明;杜斌;王文斌;王新;石卓倩;

漫談結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)    張翔生,李論

熱光伏技術(shù)基本原理與研究進(jìn)展    陳雪;宣益民;

圓柱形煙花熱自燃數(shù)學(xué)模型研究    季玲玲;周光魏;寇智慧;趙保國;杜志明;郭澤榮;

太陽能空氣集熱器傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究    魏琪;趙俊;

能耗統(tǒng)計(jì)在建筑節(jié)能工作中的應(yīng)用    介鵬飛;李德英;

典型天氣條件下輻射制冷換熱模型分析    康海宏;董華;李英;

電解槽保溫技術(shù)的應(yīng)用與探討    賀建忠;幸利;馬康康;

稀土反蛋白石光子晶體的制備研究    劉榮盛;謝凱;許靜;

在單晶硅片上電化學(xué)沉積制備鎳反opal光子晶體的研究    許靜;謝凱;

斯特林熱機(jī)逆流換熱式回?zé)崞?nbsp;   孔令斌;

水下濕法焊接溫度場的數(shù)值模擬    趙博;武傳松;

雙輥帶材鑄軋側(cè)封技術(shù)中熔融鋼液液面寬度對側(cè)封板所受溫度場和應(yīng)力場的影響    宋小偉;孫斌煜;

甘肅河西大麥麥芽干燥控制系統(tǒng)研究    高曉陽

熔融鹽高溫斜溫層混合蓄熱的熱過程特性    左遠(yuǎn)志

汽油機(jī)燃用乙醇汽油混合燃料的空燃比控制技術(shù)研究    姚棟偉

槽形豎壁冷凝強(qiáng)化規(guī)律研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化    朱登亮

高溫巖層巷道主動(dòng)降溫支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究    李國富

太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力特性研究    閻秦

褐煤提質(zhì)及其燃燒行為特性的研究    李先春

活化生土基低碳節(jié)能村鎮(zhèn)建筑材料研究    譚曉倩

溫室環(huán)境因子時(shí)空分布CFD模型構(gòu)建及預(yù)測分析研究    程秀花

平板式微熱光電系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過程的研究    唐愛坤

高溫礦井熱環(huán)境數(shù)值模擬及熱害控制技術(shù)研究    侯建軍

礦井冰制冷降溫系統(tǒng)能效測試與診斷    亓玉棟

立式刨切機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化    于張喜

井下工具油浸試驗(yàn)裝置溫度控制系統(tǒng)分析    趙達(dá)

自動(dòng)殺青理?xiàng)l機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真    李國一

纖維混凝土夾心秸稈壓縮塊砌塊墻的研究與開發(fā)    劉永

鋼管組對機(jī)總體方案設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究    王建秋

滲流作用下深部礦場采動(dòng)圍巖的傳熱機(jī)理研究    徐義洪

CPU熱柱散熱器的實(shí)驗(yàn)研究及流場和溫度場的數(shù)值模擬    李艷紅

AP1000核電蒸汽發(fā)生器管子與管板脹/焊過程模擬與接頭性能研究    閆宗寶

熱光伏技術(shù)基本原理與研究進(jìn)展    陳雪;宣益民;

跟蹤太陽戶外加速暴露試驗(yàn)裝置探討    蘇艷,何德洪

太陽電池研究進(jìn)展    郭志球;沈輝;劉正義;聞立時(shí);

熱光伏系統(tǒng)基本特征研究    陳雪;韓玉閣;李強(qiáng);宣益民;

熱光伏技術(shù)的研究進(jìn)展    喬在祥,陳文浚,杜邵梅

CPU散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與熱分析    周建輝;楊春信;

影響功率器件散熱器散熱性能的幾何因素分析    付桂翠,高澤溪

自然環(huán)境加速實(shí)驗(yàn)裝置中自動(dòng)跟蹤太陽方法    林曉鋼,高潮,郭永彩,申屠南瑛

甲烷預(yù)混燃燒火焰的詳細(xì)數(shù)值模擬    李宇紅,祁海鷹,張宏武

漸變型多孔介質(zhì)中燃?xì)馊紵匦栽囼?yàn)研究    王恩宇,程樂鳴,褚金華,施正展,駱仲泱,岑可法

聚吡咯衍生物-過渡金屬氧化物納米復(fù)合材料的制備與表征    朱泉峣 ;陳文 ;徐慶 ;麥立強(qiáng);

衛(wèi)星熱分析建模方法研究    賈震江

散熱器內(nèi)流動(dòng)與換熱特性研究    秦保軍

電器設(shè)備中元器件通風(fēng)散熱數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究    徐燕飛

碟式太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙剛

CPU風(fēng)扇散熱器散熱效果分析    張景柳

新型太陽能熱利用系統(tǒng)集成研究    袁建麗

熱光伏電池的研究    徐宇寶

熱光伏系統(tǒng)散熱研究    陶玲

太陽能熱光伏發(fā)電系統(tǒng)研究    陳一中

太陽能甲醇重整制氫-發(fā)電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)    袁建麗;金紅光;林汝謀;隋軍;

新型焦電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成與特性分析    金紅光;孫士恩;林汝謀;高林;

利用間冷的甲醇重整制氫-發(fā)電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)    張?bào)闼?金紅光;張一清;

某聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)燃機(jī)前燃料透平設(shè)計(jì)    張冬陽;

串聯(lián)型焦電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的概念性設(shè)計(jì)與特性規(guī)律    孫士恩;林汝謀;金紅光;高林;

    

    

    

    

    

煤基甲醇和電力聯(lián)產(chǎn)過程的物流和能量集成設(shè)計(jì)    金鑫