关于太阳能电热综合利用中若干关键问题的研究

发布时间：2023-06-05 04:46

　　太阳能是新能源领域中研究的重点，为了高效利用太阳能，近年来对太阳能电热综合利用(PV/T)进行了大量的研究。但目前对PV/T的研究都是从整体效率出发，论证PV/T的可行性。在PV/T研究过程中的一些关键的问题由于涉及到多个学科，往往被忽略，本文针对这几个关键问题进行了深入的研究。 PV/T系统聚光多是采用中低倍聚光，由于聚光形式各异，其光学效率各不相同，因此很难对比不同聚光方式之间的区别，评价各自聚光方式的优劣。聚光的PV/T系统都采用对日追踪，追踪误差对效率有着明显的影响。本文通过分析比较追踪角度误差对这几种聚光系统的影响，得出接收器为管式的槽式抛物面反射聚光系统对追踪精度的要求最低，菲涅尔反射聚光在追踪误差小于±3°时与其相当，追踪误差对效率的影响小于15%，总的能量损失小于33%，透镜折射和平板接收器的槽式抛物面反射聚光对追踪误差较为敏感。综合比较不同的聚光方式和接收器光强分布特点，提出对PV/T系统而言菲涅尔反射聚光最为合适。 聚光的太阳能系统都用到太阳追踪，从方式上分成主动追踪和被动跟踪，主动追踪精度相对较高，被动跟踪精度相对较低。追踪关键是追踪算法，如何实现高精度追踪和采用...

【文章页数】：143 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 能源危机
        1.1.2 环境危机
        1.1.3 解决出路
    1.2 国内外研究相关概况
        1.2.1 太阳能聚光的研究
        1.2.2 追踪系统及追踪算法的研究
        1.2.3 冷却系统的研究
    1.3 论文目的和主要内容
第二章 聚光系统分析
    2.1 引言
    2.2 聚光系统设计
        2.2.1 太阳圆面张角
        2.2.2 大气对太阳辐射的影响
        2.2.3 太阳辐射强度的计算
        2.2.4 聚光光路设计
    2.3 聚光方式对接收器光强分布的影响
        2.3.1 折射聚光与反射聚光对比
        2.3.2 聚光后光强分布分析
    2.4 追踪角度误差对聚光的影响
        2.4.1 透镜折射聚光
        2.4.2 槽式抛物面聚光
        2.4.3 菲涅尔反射聚光
    2.5 实验验证
    2.6 本章小结
第三章 追踪控制系统分析设计
    3.1 引言
    3.2 追踪算法建立条件
    3.3 日地关系坐标系的建立
    3.4 赤经 RA、赤纬δ
    3.5 太阳空间坐标位置
    3.6 太阳位置关于时间表达式
    3.7 赤经对时间的修正
    3.8 聚光追踪系统虚拟样机分析
    3.9 本章小结
第四章 聚光发电与热交换
    4.1 引言
    4.2 太阳能光伏发电
    4.3 温度对太阳能电池性能的影响
    4.4 太阳能发电特性试验
    4.5 太阳能电池冷却系统流道布置
    4.6 冷却系统流道几何结构分析
        4.6.1. 波纹流道热交换的分析
        4.6.2. 波纹流道几何结构正交试验
    4.7 冷却系统导热工质研究
        4.7.1. 纳米流体的制备
        4.7.2. 纳米流体的基础物性试验
    4.8 本章小结
第五章 CPVT 系统运行 Trnsys 分析
    5.1 引言
    5.2 Trnsys 仿真模型建立
    5.3 聚光、冷却对太阳能电池的影响
    5.4 热电联合利用系统全年仿真
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
图表清单
作者在攻读博士学位期间研究成果
致谢



本文编号：3831712