基于風(fēng)冷聚光太陽(yáng)能溫差發(fā)電裝置熱電耦合性能分析與試驗(yàn)

【摘要】：為改變小型日光溫室常規(guī)供電方式,將太陽(yáng)能聚光集熱技術(shù)與溫差發(fā)電技術(shù)結(jié)合,以太陽(yáng)能作為熱源,北方冬季氣溫為冷源,設(shè)計(jì)聚光集熱太陽(yáng)能溫差發(fā)電裝置。運(yùn)用Trace Pro光學(xué)軟件對(duì)裝置模型光學(xué)仿真模擬。結(jié)果表明,該裝置能達(dá)到聚光集熱目的,集熱板中心位置能流密度分布最高且均勻。建立熱電耦合平衡方程,采用有限元分析方法對(duì)單PN結(jié)及熱電模塊參數(shù)模擬分析,得到溫度場(chǎng)、電勢(shì)場(chǎng)分布趨勢(shì)圖,輸出功率及熱電轉(zhuǎn)換效率隨溫差變化曲線(xiàn)。搭建試驗(yàn)平臺(tái),分析風(fēng)速對(duì)裝置參數(shù)影響,測(cè)試全天發(fā)電性能及連續(xù)發(fā)電性能。結(jié)果表明,隨風(fēng)速增加,集熱體溫度從378.5 K下降到327 K,熱端溫度從360.4 K下降到302.5 K,冷端溫度在風(fēng)速大于4 m·s-1后變化較明顯,從262.2 K下降到240 K;該裝置試驗(yàn)期間瞬時(shí)最大輸出功率為58.6 W,平均輸出功率為56.7 W,6 h發(fā)電量為340.2 W·h,熱電轉(zhuǎn)換效率為1.1%~4.3%;連續(xù)試驗(yàn)10 d總發(fā)電時(shí)間52.01 h,共發(fā)電2.74k W·h,可滿(mǎn)足小型育苗溫室中育苗、照明及無(wú)線(xiàn)傳感器用電需求。 【作者單位】： 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院;佳木斯大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 日光溫室 集熱 溫差發(fā)電 光學(xué)模擬 ANSYS 試驗(yàn)
【基金】：黑龍江省教育廳科技項(xiàng)目(12521038)
【分類(lèi)號(hào)】：S625
【正文快照】： Electrothermal coupling performance analysis and test on concentra-tion solar thermoelectric generation device based on air-cooled/WANG Li-shu1,LIANG Qiuyan1,2,YANG Peng1,ZHANG Zhiwen1,XU Zilong1,NA Boyu1(1.School of Electrical andInformation,Northeast A

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