現(xiàn)有的可再生能源發(fā)電利用系統(tǒng)常常以獨立的形式對太陽能或風(fēng)能的利用,在許多風(fēng)能與太陽能并存的氣候條件下造成資源的浪費。聚光光伏發(fā)電和聚風(fēng)風(fēng)力發(fā)電分別是對太陽能和風(fēng)能比較有效的能源利用形式。為了提高能源的綜合利用率,設(shè)計了一種拋物面聚風(fēng)聚光發(fā)電系統(tǒng),在聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的拋物面聚光鏡中央做一個開口用作安裝風(fēng)力機的葉輪,拋物面集聚風(fēng)聚光于一體,實現(xiàn)對太陽能和風(fēng)能能源的綜合利用。進(jìn)行集聚風(fēng)聚光作用的拋物面聚風(fēng)罩的聚風(fēng)性能研究。設(shè)計了入口直徑為1500mm,焦距600mm,中央開口直徑為400mm的拋物面聚風(fēng)罩結(jié)構(gòu),對其進(jìn)行了建模和數(shù)值計算,結(jié)果表明,拋物面聚風(fēng)罩有著很好的聚風(fēng)效果,聚風(fēng)后的流場適用于升力型風(fēng)力發(fā)電機。構(gòu)建實驗裝置進(jìn)行聚風(fēng)實驗,獲取聚風(fēng)罩中軸上的風(fēng)速,與相應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比,二者趨勢一致,最大誤差為9.7%,在可接受的范圍內(nèi),構(gòu)建的拋物面聚風(fēng)罩是正確的。分析集聚風(fēng)聚光作用的拋物面聚風(fēng)罩裝置的最大日發(fā)電量。根據(jù)威布爾模型計算了風(fēng)頻分布的具體情況,設(shè)計了不同拋物面結(jié)構(gòu)非均勻流場下的風(fēng)力發(fā)電機葉片,并用滑移網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行了數(shù)值計算,得到了風(fēng)力發(fā)電的功率及風(fēng)能利用系數(shù),根據(jù)風(fēng)頻分布計算了不同拋物面焦距和不同開口直徑下聚風(fēng)發(fā)電的功率。同時根據(jù)廣西南寧本地的太陽輻射情況,計算了不同拋物面結(jié)構(gòu)下的聚光光伏功率。根據(jù)太陽輻射情況和風(fēng)力情況設(shè)計了拋物面聚風(fēng)聚光發(fā)電系統(tǒng)的日運行安排,計算得到最大的日發(fā)電量為3958.45W·h,對應(yīng)日發(fā)電量最大的拋物面結(jié)構(gòu)焦距為700mm,開口半徑為600mm。將拋物面聚風(fēng)聚光發(fā)電系統(tǒng)的日發(fā)電量與單獨的聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的日發(fā)電量進(jìn)行了比較,驗證了拋物面聚風(fēng)聚光發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)良性能。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM61
【部分圖文】：

０前受到關(guān)注較多的碟式聚光器主要多鏡面張膜式、單鏡面張膜式等，而單??鏡面相對來說施工難度更低。??圖２－１所示為碟式太陽能熱發(fā)電的單鏡面聚光原理圖，而聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的單鏡??面結(jié)構(gòu)則是將碟式發(fā)電的集熱器位置換成聚光太陽能電池。??８??

ｘｒｙ．?ｒ??圖２－１蝶式太陽能集熱器結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｆｌａｔ?ｐｌａｔｅ?ｓｏｌａｒ?ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ??２．２聚風(fēng)發(fā)電技術(shù)??風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)很早便已投入使用，為了提高風(fēng)能在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的市場占比，??提高風(fēng)能利用效率，近年來風(fēng)力發(fā)電技術(shù)一直朝著大型化的方向發(fā)展。風(fēng)能是空氣運動??時所產(chǎn)生的動能，通過掃掠面積為．４Ｓ的風(fēng)輪的質(zhì)量流量可表示為：??＾＝ＰｋＡｅＵ?（２－２）??其中Ｐｆｃ為空氣密度，的單位為〇１／８；４的單位為ｍ２；ｍｆｃ為空氣質(zhì)量，ｋｇ；??ｔ為時間，ｓ；流經(jīng)氣流的可用風(fēng)功率＆可表示為：??＝?＝?（２－３）??由此得到可用風(fēng)功率，單位為Ｗ，與風(fēng)輪的掃掠面積稱正比與風(fēng)速的三次方成正??Ｊ??比。風(fēng)能通過風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電功率可表示為：??Ｐｓ?＝?＾ＣｐＰｆ?＝?＾Ｂ．ＣｐＰｋＡｓＵ３?（２－４）??式中：％為風(fēng)力發(fā)電機的效率，Ｃｐ為風(fēng)能利用系數(shù)。??由上式可知

３．１拋物面聚風(fēng)罩的流場仿真的建立??拋物面聚風(fēng)聚光發(fā)電的核心裝置是集聚風(fēng)作用與聚光作用于一體的拋物面裝置，在??拋物面聚光器的中間做一個開口以放置風(fēng)力發(fā)電機葉輪，實現(xiàn)兩種能源利用形式于一??體，現(xiàn)對拋物面聚光器的中間做一個開口這樣的結(jié)構(gòu)是否有聚風(fēng)效果進(jìn)行研宄。初始設(shè)??計取拋物面入口直徑為１５００ｍｍ，焦距６００＿，中央開口大小取直徑４００ｍｍ，用ＵＧ??對其進(jìn)行三維建模。??以ＡＮＳＹＳ?ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ?１５．０為仿真平臺，將建立好的三維聚風(fēng)罩模型導(dǎo)入到??ｇｅｏｍｅｔｒｙ中，構(gòu)建一個將聚風(fēng)罩包裹住的圓柱形流場。將ｇｅｏｍｅｔｒｙ中設(shè)置好邊界條件??的圓柱形流場模型導(dǎo)入到ｍｅｓｈ中進(jìn)行網(wǎng)格劃分。將劃分好的網(wǎng)格文件導(dǎo)入ｆｌｕｅｎｔ中進(jìn)??行模擬計算，計算完成之后導(dǎo)入ＣＦＤ－ｐｏｓｔ中進(jìn)行后處理。在ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ平臺中的整個??仿真體系流程如圖所示：??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2853087