聚光光伏/光熱一體化三聯(lián)供系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2021-07-31 06:22
聚光式光伏/光熱一體化熱/電/冷三聯(lián)供系統(tǒng)是一種集聚光光伏發(fā)電與太陽能低溫?zé)崂脼橐惑w的新型系統(tǒng),為實現(xiàn)太陽能全年綜合利用及能量梯級利用提供了一種新思路。本課題采用理論研究與實驗驗證相結(jié)合的方法,利用Lighttools及MATLAB等模擬軟件,對新型復(fù)合拋物面聚光器(CPC)、低倍聚光光伏/光熱組件(LCPV/T)、太陽能耦合熱泵熱電聯(lián)供和耦合溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)開展理論分析及優(yōu)化,通過搭建聚光式光伏/光熱一體化熱/電/冷三聯(lián)供實驗平臺以及工程示范系統(tǒng),對各研究單元及系統(tǒng)性能進行分析,具體從以下四個方面開展研究:(1)復(fù)合拋物面聚光器(CPC)的優(yōu)化設(shè)計在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,針對平板接收型CPC聚光器的特點,考慮到光強分布均勻度對PV/T組件光電效率的影響,采用消除二次反射,調(diào)整接收面位置以及加裝光線補償?shù)确绞?構(gòu)建了 CPC的分析計算模型,提出了 CPC的優(yōu)化設(shè)計方法,研發(fā)出幾何聚光比為4,高度為543.4mm,非均勻度為0.106的新型CPC聚光器。(2)聚光光伏/光熱(LCPV/T)組件研發(fā)及其熱電性能研究針對普通商業(yè)晶硅電池與低倍聚光光伏理論電功率輸出不匹配的問題,研究了...
【文章來源】:華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-2截取聚光比為4時不同截取比的光線分布情況??Fig.?2-2?The?light?distribution?of?different?interception?ratio?wi?
(b)截取比0.2??0.0051????????0.002??0.001????0.000? ̄1 ̄1 ̄' ̄' ̄1 ̄ ̄' ̄1—' ̄1 ̄1 ̄? ̄ ̄1 ̄' ̄— ̄' ̄1 ̄1 ̄' ̄? ̄ ̄1 ̄' ̄ ̄' ̄' ̄' ̄' ̄'1 ̄'—■■ ̄? ̄'??-80?-70?-60?-50?-40?-30?-20?-10?0?10?20?30?40?50?60?70?80??X/mm??(c)截取比0.05??圖2-2截取聚光比為4時不同截取比的光線分布情況??Fig.?2-2?The?light?distribution?of?different?interception?ratio?with?a?concentration?ratio?of?4??截取比不同時,光線在聚光器內(nèi)的光線路徑不同。截取比較大時,聚光器的??度較高,光線在聚光器內(nèi)傳播的路徑也比較長,光線在CPC聚光器內(nèi)會發(fā)生兩??或多次反射[95],如圖2-2(a)所示,截取比較大時,多次反射現(xiàn)象導(dǎo)致光照強度在??離接收面中心兩側(cè)大約8 ̄37mm區(qū)域內(nèi)的形成波峰。截取比降低時,聚光器的??度降低,光線在聚光器內(nèi)的光程減小,多次反射現(xiàn)象減少,當(dāng)截取比降低到??胃時,光路不再出現(xiàn)多次反射現(xiàn)象,由圖2-2(b)所示,在這種情況下的光強分布??均勻性最高。截取比為仏^時,光強分布如圖2-2(c)所示,均勻性較好。圖2-3??截取比較小時聚光器內(nèi)的光路圖。??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外新能源開發(fā)資料選登[J]. 本刊編輯部. 水電與新能源. 2019(04)
[2]Design and Development of a Lens-walled Compound Parabolic Concentrator-A Review[J]. LI Guiqiang. Journal of Thermal Science. 2019(01)
[3]太陽能光熱發(fā)電并網(wǎng)運行及優(yōu)化規(guī)劃研究綜述與展望[J]. 杜爾順,張寧,康重慶,苗淼. 中國電機工程學(xué)報. 2016(21)
博士論文
[1]高效半導(dǎo)體太陽電池的優(yōu)化設(shè)計及性能研究[D]. 馬大燕.華北電力大學(xué)(北京) 2018
碩士論文
[1]熱泵耦合聚光光伏光熱熱電聯(lián)供系統(tǒng)的實驗研究[D]. 韓雨辰.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[2]低倍聚光PV/T系統(tǒng)的熱電性能研究[D]. 李明杰.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[3]光伏光熱系統(tǒng)中聚光技術(shù)的優(yōu)化分析和實驗研究[D]. 汪晨輝.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[4]CPC耦合PV/T系統(tǒng)的理論和實驗研究[D]. 艾鄧鑫.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[5]太陽能聚光PV/T熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]. 馬瑞.華北電力大學(xué) 2014
[6]菲涅爾透鏡及復(fù)合拋物面聚光器的設(shè)計與研究[D]. 姜磊.吉林大學(xué) 2011
本文編號:3312946
【文章來源】:華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:147 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-2截取聚光比為4時不同截取比的光線分布情況??Fig.?2-2?The?light?distribution?of?different?interception?ratio?wi?
(b)截取比0.2??0.0051????????0.002??0.001????0.000? ̄1 ̄1 ̄' ̄' ̄1 ̄ ̄' ̄1—' ̄1 ̄1 ̄? ̄ ̄1 ̄' ̄— ̄' ̄1 ̄1 ̄' ̄? ̄ ̄1 ̄' ̄ ̄' ̄' ̄' ̄' ̄'1 ̄'—■■ ̄? ̄'??-80?-70?-60?-50?-40?-30?-20?-10?0?10?20?30?40?50?60?70?80??X/mm??(c)截取比0.05??圖2-2截取聚光比為4時不同截取比的光線分布情況??Fig.?2-2?The?light?distribution?of?different?interception?ratio?with?a?concentration?ratio?of?4??截取比不同時,光線在聚光器內(nèi)的光線路徑不同。截取比較大時,聚光器的??度較高,光線在聚光器內(nèi)傳播的路徑也比較長,光線在CPC聚光器內(nèi)會發(fā)生兩??或多次反射[95],如圖2-2(a)所示,截取比較大時,多次反射現(xiàn)象導(dǎo)致光照強度在??離接收面中心兩側(cè)大約8 ̄37mm區(qū)域內(nèi)的形成波峰。截取比降低時,聚光器的??度降低,光線在聚光器內(nèi)的光程減小,多次反射現(xiàn)象減少,當(dāng)截取比降低到??胃時,光路不再出現(xiàn)多次反射現(xiàn)象,由圖2-2(b)所示,在這種情況下的光強分布??均勻性最高。截取比為仏^時,光強分布如圖2-2(c)所示,均勻性較好。圖2-3??截取比較小時聚光器內(nèi)的光路圖。??
?4?100000?99469?499.2?489.10?800?3738.2?2181.2?0.1374?0.263??這兩種WD-CPC的光強分布如圖2-6所示:??0.040????0.035?""????_??0.030??0.025??0.02〇f ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄' ̄ ̄■ ̄ ̄■—? ̄■ ̄■ ̄ ̄? ̄■ ̄ ̄ ̄' ̄? ̄' ̄■ ̄' ̄■ ̄' ̄■ ̄ ̄■ ̄? ̄ ̄■??-80?-70?-60?-50?-40?-30?-20?-10?0?10?20?30?40?50?60?70?80??X/mm??a)?c’為?3??0.040:??????_?,?????'x??0.030?z一???????0.025??0.0201 ̄. ̄.■—. ̄. ̄* ̄. ̄>???_ ̄- ̄ ̄? ̄* ̄| ̄I ̄—i ̄> ̄- ̄? ̄? ̄? ̄■?■?_ ̄? ̄| ̄? ̄> ̄> ̄> ̄? ̄>??-80?-70?-60?-50?-40?-30?-20?-10?0?10?20?30?40?50?60?70?80??X/mm??b)?c’為?4??圖2-6兩種WD-CPC的光強分布??Fig.?2-6?Light?intensity?distribution?of?two?kinds?of?WD-CPC??可以看出,當(dāng)WD-CPC聚光比增加時,其接收面的光線非均勻度有所増加。??WD-CPC的接收面的光強分布形式為:從中心到兩側(cè)邊緣,首先一小段相對平緩??或稍有突起,接下來的很長一段距離呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢,到了接近邊緣光強迅??速下降到光強的最小值。??由圖2-6可以看出
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國內(nèi)外新能源開發(fā)資料選登[J]. 本刊編輯部. 水電與新能源. 2019(04)
[2]Design and Development of a Lens-walled Compound Parabolic Concentrator-A Review[J]. LI Guiqiang. Journal of Thermal Science. 2019(01)
[3]太陽能光熱發(fā)電并網(wǎng)運行及優(yōu)化規(guī)劃研究綜述與展望[J]. 杜爾順,張寧,康重慶,苗淼. 中國電機工程學(xué)報. 2016(21)
博士論文
[1]高效半導(dǎo)體太陽電池的優(yōu)化設(shè)計及性能研究[D]. 馬大燕.華北電力大學(xué)(北京) 2018
碩士論文
[1]熱泵耦合聚光光伏光熱熱電聯(lián)供系統(tǒng)的實驗研究[D]. 韓雨辰.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[2]低倍聚光PV/T系統(tǒng)的熱電性能研究[D]. 李明杰.華北電力大學(xué)(北京) 2018
[3]光伏光熱系統(tǒng)中聚光技術(shù)的優(yōu)化分析和實驗研究[D]. 汪晨輝.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[4]CPC耦合PV/T系統(tǒng)的理論和實驗研究[D]. 艾鄧鑫.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[5]太陽能聚光PV/T熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]. 馬瑞.華北電力大學(xué) 2014
[6]菲涅爾透鏡及復(fù)合拋物面聚光器的設(shè)計與研究[D]. 姜磊.吉林大學(xué) 2011
本文編號:3312946
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