太陽能溫差發(fā)電的研究

【摘要】：現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)進(jìn)入迅速發(fā)展的時期,人類生產(chǎn)和生活對能源的需求也越來越大,目前世界最主要的能源形式是電能,電能的主要來源是化石燃料能源轉(zhuǎn)化而來,然而,由于化石能源的有限性和化石能源在使用的過程中產(chǎn)生的二氧化碳和硫的氧化物造成的溫室效應(yīng)和酸雨對壞境的破壞。全世界對新的能源的開發(fā)和利用越來越重視,特別是清潔、環(huán)境友好型能源備受關(guān)注。 太陽能是太陽以電磁波的形式輻射到地球上的一種能源,太陽能作為一種儲量豐富、綠色環(huán)保的能源,通過各種轉(zhuǎn)化方式可以將其轉(zhuǎn)換為電能,從而緩解化石能源面臨的枯竭的狀況,也可以解決溫室效應(yīng)和酸雨腐蝕等全球性難題。 溫差發(fā)電是一種直接將熱能轉(zhuǎn)化成電能的技術(shù)。通過溫差發(fā)電技術(shù)和太陽熱能的完美結(jié)合,可以將太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能;而隨著材料技術(shù)的進(jìn)步,半導(dǎo)體溫差材料性能的提高,太陽能溫差發(fā)電轉(zhuǎn)換效率的提高,太陽能溫差發(fā)電技術(shù)和太陽能溫差發(fā)電器越來越受到關(guān)注。 本論文的主要內(nèi)容如下: 1.介紹熱電材料的發(fā)展、熱電材料在溫差發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀;和太陽能的介紹及其太陽能溫差發(fā)電的應(yīng)用。 2.介紹熱電的基本理論,分析了提高熱電材料電優(yōu)值的方法和溫差發(fā)電器的功率輸出;及其ANSYS熱分析軟件的基本原理。 3.應(yīng)用ANSYS仿真軟件對太陽能溫差發(fā)電器模塊兩端溫度最大化模型的優(yōu)化仿真。 4.溫差發(fā)電器的實(shí)驗(yàn)裝置組成及其實(shí)驗(yàn)研究;通過幾組對比實(shí)驗(yàn)的來驗(yàn)證仿真優(yōu)化模型的可行性與高效性。 5.最后,對全文的總結(jié)分析,并對太陽能溫差發(fā)電的看法與展望。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 熱電材料 溫差發(fā)電 ANSYS仿真 效率
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM913
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 溫差電材料的概述10-14
• 1.2.1 溫差電材料的在溫差發(fā)電領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)11-12
• 1.2.2 溫差電材料在溫差發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用12-14
• 1.3 太陽能（SOLAR ENERGY）的介紹14-17
• 1.3.1 太陽能的應(yīng)用14-17
• 1.3.2 太陽能溫差發(fā)電現(xiàn)狀17
• 1.4 本論文的工作17-19
• 1.4.1 主要的研究內(nèi)容及方法17
• 1.4.2 本課題研究的主要成果17-18
• 1.4.3 論文結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第二章 溫差發(fā)電的基本理論及仿真軟件介紹19-33
• 2.1 溫差發(fā)電的基本理論19-24
• 2.1.1 賽貝克效應(yīng)(Seebeck effect)19-21
• 2.1.2 帕爾帖效應(yīng)(Peltier effect)21-22
• 2.1.3 湯姆遜效應(yīng)(Thomson effect)22-23
• 2.1.4 焦耳效應(yīng)(Joule effect)23
• 2.1.5 傅立葉效應(yīng)(Fourier effect)23-24
• 2.2 熱電轉(zhuǎn)換的性能參數(shù)24
• 2.3 半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊模型24-28
• 2.3.1 溫差發(fā)電器的輸出功率26-27
• 2.3.2 半導(dǎo)體溫差發(fā)電器的工作效率27-28
• 2.4 ANSYS 簡介28-33
• 2.4.1 熱分析概述28-31
• 2.4.2 ANSYS 熱分析基本原理31-32
• 2.4.3 ANSYS 耦合場分析32-33
• 第三章 太陽能溫差發(fā)電器的優(yōu)化設(shè)計33-45
• 3.1 優(yōu)化設(shè)計概述及其步驟33-35
• 3.1.1 優(yōu)化設(shè)計原理33
• 3.1.2 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化變量33-34
• 3.1.3 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化步驟34-35
• 3.2 發(fā)電器的優(yōu)化設(shè)計35-44
• 3.2.1 圓形吸熱板的進(jìn)一步ANSYS 優(yōu)化36-38
• 3.2.2 發(fā)電器的散熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計38-42
• 3.2.3 雙層模塊排列方式的仿真42-44
• 3.3 小結(jié)44-45
• 第四章 熱電材料在太陽能溫差發(fā)電中的應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)45-57
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置的組成45-50
• 4.1.1 太陽聚光集熱裝置46-47
• 4.1.2 太陽能半導(dǎo)體溫差發(fā)電器47-50
• 4.2 對比實(shí)驗(yàn)的研究50-57
• 4.2.1 光熱轉(zhuǎn)換效率的對比實(shí)驗(yàn)50-51
• 4.2.2 水箱底板有無散熱翅片的實(shí)驗(yàn)對比51-52
• 4.2.3 發(fā)電模塊不同排列方式的實(shí)驗(yàn)對比52-53
• 4.2.4 熱管散熱代替循環(huán)水散熱的實(shí)驗(yàn)對比53-54
• 4.2.5 單雙層模塊排列方式實(shí)驗(yàn)對比54-57
• 第五章 結(jié)論57-62
• 5.1 課題的仿真及其實(shí)驗(yàn)總結(jié)57-58
• 5.2 發(fā)電器的實(shí)際輸出及其演示實(shí)驗(yàn)分析58-60
• 5.2.1 發(fā)電器的實(shí)際輸出功率58-59
• 5.2.2 發(fā)電器輸出的演示實(shí)驗(yàn)59-60
• 5.3 太陽能溫差發(fā)電及其溫差發(fā)電的展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻碩期間取得的研究成果66-67

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