為解決溫室常規(guī)能源供電能耗大及太陽能供電模式利用效率低的問題,該文根據溫室特點設計了CPC（compound parabolic concentrator）型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),利用CPC型聚光器進行聚光,建立光伏、溫差聯(lián)合發(fā)電模式,采用扁平熱管作為傳熱元件,利用水對流給系統(tǒng)冷卻。為測試溫室聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)性能,對系統(tǒng)的能量轉換進行了分析,分析不同光輻射強度、冷卻水流量對系統(tǒng)的影響。同時搭建了系統(tǒng)的試驗平臺,對水冷扁平熱管型CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)（compound parabolic concentrator-photovoltaic/thermoelectric hybrid power generation system,CPC-PV/TE）進行試驗研究,結果表明,系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)電效率大于單獨一種發(fā)電方式的效率,實現能源的梯級利用。在CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)瞬時性能的試驗期間聯(lián)合效率最大可達到20.06%,發(fā)電功率最大值為125.98 W。在全天性能測試期間,CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)全天的發(fā)電效率在18.57%以上,CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)發(fā)... 

【文章來源】：農業(yè)工程學報. 2015,31(14)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

不同光輻照強度下的效率圖

/(J·(kg·K)-1)800溫差電池熱導率ThermalconductivityofTE/(W·m-1·K-1)1.6熱電偶個數TotalnumberofTE127光伏電池發(fā)射率EmissivityofPV0.88光伏電池吸收率AbsorptivityofPV0.9光伏電池反射率ReflectivityofPV0.1光伏電池的比熱容SpecificheatcapacityofPV/(J·(kg·K)-1)800隔熱層厚度Thicknessofwatertankinsulation/mm40隔熱層導熱系數Thermalconductivityofwatertankinsulation/(W·m-1·K-1)0.032圖3不同光輻照強度下的效率圖Fig.3Efficienciesundervarioussolarradiationlevels圖4為CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)在不同冷卻水流量下聯(lián)合發(fā)電效率的變化趨勢，隨著冷卻水流量增加，對應的發(fā)電效率增加，但增加趨勢越來越平緩。其原因為冷卻水流量越大，換熱系數越大，相應的提高了發(fā)電效率，但超過了一定的冷卻水流量使得溫差電池冷端溫度接近環(huán)境溫度，發(fā)電效率將趨于穩(wěn)定。綜合考慮，本文試驗采用5.2L/min的水流量給系統(tǒng)降溫。圖4不同冷卻水流量下CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的效率圖Fig.4EfficienciesofCPC-PV/TEsystemunderdifferentwaterflowrate3性能試驗及結果分析3.1試驗平臺設計為驗證CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的可行性，在東北農業(yè)大學搭建了試驗平臺，在2015年4月7日到4月11日對CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進行了試驗研究，并在2015年4月10日對CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)瞬時性能分析。系統(tǒng)冷卻水流量為5.2L/min，入口冷卻水溫度為277.6K，試驗裝置單元測試連接示意圖如圖5所示。其聚光接收面與水平面所成角度根據哈爾濱地區(qū)緯度（N45.75°）和常年使用要求,將調節(jié)范圍設定在40°～50°之間。注：T1～T9為測量溫度所用的熱電偶；M為測量冷卻水流量質量的流量計。Note:T1-T9arethermocouplesusedforme

，發(fā)電效率將趨于穩(wěn)定。綜合考慮，本文試驗采用5.2L/min的水流量給系統(tǒng)降溫。圖4不同冷卻水流量下CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的效率圖Fig.4EfficienciesofCPC-PV/TEsystemunderdifferentwaterflowrate3性能試驗及結果分析3.1試驗平臺設計為驗證CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的可行性，在東北農業(yè)大學搭建了試驗平臺，在2015年4月7日到4月11日對CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進行了試驗研究，并在2015年4月10日對CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)瞬時性能分析。系統(tǒng)冷卻水流量為5.2L/min，入口冷卻水溫度為277.6K，試驗裝置單元測試連接示意圖如圖5所示。其聚光接收面與水平面所成角度根據哈爾濱地區(qū)緯度（N45.75°）和常年使用要求,將調節(jié)范圍設定在40°～50°之間。注：T1～T9為測量溫度所用的熱電偶；M為測量冷卻水流量質量的流量計。Note:T1-T9arethermocouplesusedformeasuringtemperature;Misflowmeterusedformeasuringthewaterflowrate.圖5單元測試系統(tǒng)試驗裝置連接示意圖Fig.5Diagramoftestapparatusconnectioninunittestingsystem試驗主要是對CPC-PV/TE聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的熱性能和電性能進行測試，分別在光伏電池上表面布置熱電偶T2、T3（PT100）來測量TPV，T4熱電偶測量Th，為不影響溫差電池傳熱，在熱管下表面交錯布置T5～T8若干熱電偶用來測量Tc(即與溫差電池冷端的接觸面)及在集熱水箱進出口管道內(Twi、Two)布置熱電偶T1、T9。通過NI-USB-6211數據采集卡與電腦聯(lián)機采集溫度、光伏電池和溫差電池的輸出電壓(UPV、UL)、電流(IPV、ITEG)數據。同時，試驗過程中環(huán)境溫度、光輻射強度及風速等參數測量后與電腦相連記錄數據，測量電路中，外加負載由JR-21變阻箱來實現。連接自來水的管道上安裝有轉子流量計，用于

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3397223