熱光伏（Thermophotovoltaic）發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)將熱源產(chǎn)生的輻射能通過熱光伏電池的光電效應(yīng)轉(zhuǎn)換成電能的技術(shù)。該技術(shù)擁有較高的能量輸出密度、理論效率,并且具有廣泛的能量來源,能夠應(yīng)用在眾多燃燒場(chǎng)景。除此以外,它還可以和傳統(tǒng)的斯特林機(jī)和朗肯循環(huán)等技術(shù)進(jìn)行耦合來進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn),具有較高的實(shí)踐和應(yīng)用價(jià)值。首先,本文設(shè)計(jì)和搭建了一個(gè)完整的熱光伏系統(tǒng),該系統(tǒng)包括供氣系統(tǒng)、燃燒器、輻射器、遮光系統(tǒng)、熱光伏電池、散熱系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。并對(duì)散熱系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試,發(fā)現(xiàn)目前的散熱系統(tǒng)可以有效地降低輻射器的溫度。接著,本文對(duì)氧化物陶瓷輻射器進(jìn)行了研究。通過造粒、成型、燒結(jié)等環(huán)節(jié),制備了含5%氧化鎳的氧化鎂輻射器,并對(duì)輻射器的輻射特性進(jìn)行了測(cè)量,與其他文獻(xiàn)中的輻射特性進(jìn)行對(duì)比。再次,本文研究了不同輻射器種類、燃?xì)饬髁�、�?dāng)量比和電池距離對(duì)熱光伏系統(tǒng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著燃?xì)饬髁康奶岣摺㈦姵仉x輻射器距離的減小,不銹鋼管、多孔碳化硅、氧化鎂和超材料輻射器的溫度都有不同程度的提高,從而輻射特性如輻射功率等也增大。而對(duì)于當(dāng)量比,則在達(dá)到一個(gè)特定值時(shí)才有最大的輻射功率。 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
符號(hào)表
1 緒論
    1.1 熱光伏發(fā)電系統(tǒng)原理和背景
    1.2 熱光伏系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        1.2.1 熱光伏系統(tǒng)構(gòu)成組件介紹
        1.2.2 熱光伏系統(tǒng)效率
    1.3 熱光伏系統(tǒng)的應(yīng)用
    1.4 熱光伏系統(tǒng)及輻射器研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究工作
2 熱光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 熱光伏系統(tǒng)構(gòu)成部件的設(shè)計(jì)
        2.2.1 燃燒器的設(shè)計(jì)
        2.2.2 輻射器的選材和設(shè)計(jì)
        2.2.3 光伏電池
        2.2.4 散熱器的設(shè)計(jì)
    2.3 本章小結(jié)
3 氧化物輻射器的制備
    3.1 引言
    3.2 摻雜鎳離子的氧化鎂輻射器的制備
        3.2.1 造粒過程
        3.2.2 成型過程
        3.2.3 燒結(jié)過程
    3.3 摻雜鎳離子的氧化鎂輻射器的輻射特性研究
    3.4 本章小結(jié)
4 基于CST軟件的超材料輻射器的設(shè)計(jì)與制造
    4.1 引言
    4.2 十字架型超材料輻射器的設(shè)計(jì)
        4.2.1 匹配Ga Sb電池的單頻帶十字架型超材料輻射器的設(shè)計(jì)
        4.2.2 周期T和介質(zhì)層厚度h2 對(duì)輻射特性的影響
        4.2.3 十字架長(zhǎng)度l和十字架寬度w對(duì)輻射特性的影響
        4.2.4 十字架厚度h1 和底層金屬厚度h3 對(duì)輻射特性的影響
        4.2.5 匹配Ga Sb電池的多頻帶十字架型超材料輻射器的設(shè)計(jì)
    4.3 多層圓環(huán)型輻射器的設(shè)計(jì)
        4.3.1 匹配Ga Sb電池的多層圓環(huán)型超材料輻射器的設(shè)計(jì)
        4.3.2 層數(shù)n和圓環(huán)外徑r1 對(duì)輻射特性的影響
        4.3.3 內(nèi)徑r2 和圓環(huán)厚度h1 對(duì)輻射特性的影響
        4.3.4 理論輻射特性計(jì)算
    4.4 十字架型超材料輻射器的制備
    4.5 用環(huán)境掃描電鏡觀察十字架型超材料輻射器樣品的微觀結(jié)構(gòu)
    4.6 十字架型超材料輻射器的輻射特性研究
    4.7 本章小結(jié)
5 熱光伏發(fā)電系統(tǒng)性能研究
    5.1 引言
    5.2 熱光伏系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.3.1 燃?xì)饬髁繉?duì)熱光伏系統(tǒng)性能的影響
        5.3.2 當(dāng)量比對(duì)熱光伏系統(tǒng)性能的影響
        5.3.3 電池距離對(duì)熱光伏系統(tǒng)性能的影響
        5.3.4 輻射器種類對(duì)熱光伏系統(tǒng)性能的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 不足與展望
作者簡(jiǎn)歷
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]應(yīng)用于熱光伏系統(tǒng)的選擇性輻射器的制備及輻射性能的研究[D]. 王虎軍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]熱光伏系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D]. 吳璽.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于超常介質(zhì)的太陽能熱光伏器件研究[D]. 王強(qiáng).湖北工業(yè)大學(xué) 2018
[2]熱光伏發(fā)電系統(tǒng)波長(zhǎng)選擇性輻射體特性研究[D]. 劉霆.南京理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3057768