太陽(yáng)光熱溫差發(fā)電技術(shù)是目前綠色新型能源開發(fā)利用的新方向,它主要利用熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)將太陽(yáng)輻射中的熱能轉(zhuǎn)換為電能,從而為小型用電設(shè)備提供電力能源。本文通過將菲涅爾透鏡與溫差發(fā)電技術(shù)相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)了一種免跟蹤的太陽(yáng)光熱溫差發(fā)電裝置。該裝置以菲涅爾透鏡為聚光裝置,通過吸波材料將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為熱能,并為溫差發(fā)電片的熱端提供熱能,通過散熱裝置降低溫差發(fā)電片冷端的溫度,在溫差發(fā)電片的冷熱兩端形成溫差,從而實(shí)現(xiàn)高效的熱電轉(zhuǎn)換。首先,通過搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)測(cè)試單個(gè)溫差發(fā)電片的發(fā)電性能,包括對(duì)1-V特性和P-V特性進(jìn)行了分析,確定影響太陽(yáng)能溫差發(fā)電片發(fā)電性能的各個(gè)因素,找到在實(shí)際使用中提高發(fā)電效率和輸出功率的有效措施和方法。通過實(shí)驗(yàn)探究多個(gè)溫差發(fā)電片在串并連接方式下的輸出特性,以此確定溫差發(fā)電模塊。其次,為提高太陽(yáng)能溫差發(fā)電裝置的熱電轉(zhuǎn)換效率,借助Tracepro光學(xué)仿真軟件設(shè)計(jì)了溫差發(fā)電片的布置方式,并對(duì)發(fā)電片布置曲面以及菲涅爾透鏡與溫差發(fā)電片之間的距離進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),使得經(jīng)菲涅爾透鏡聚焦后太陽(yáng)輻射光斑會(huì)落在涂有太陽(yáng)光吸熱涂料的溫差發(fā)電片受熱面,從而提高太陽(yáng)光熱利用率。最后,利用PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法實(shí)... 

【文章來源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：56 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１溫差發(fā)電系統(tǒng)的連接陣列??

國(guó)內(nèi)研宄人員對(duì)于溫差發(fā)電方面的研宄進(jìn)展較為滯后，目前主要的的改進(jìn)以及熱電器件的研制方面。如宋瑞銀等對(duì)溫差發(fā)電器件進(jìn)行仿真分析后負(fù)載電阻對(duì)半導(dǎo)體發(fā)電性能的影響［４５１。我國(guó)張清杰教授與日本學(xué)者新野正電技術(shù)與光伏發(fā)電技術(shù)結(jié)合起來，發(fā)明制造了世界上第一臺(tái)光電復(fù)合發(fā)電實(shí)示。國(guó)內(nèi)專利公告號(hào)ＣＮ１０５５２９９５５Ａ［４７］公開了一種菲涅爾聚光溫差發(fā)電裝置，聚光鏡的聚光方式有效的提高聚光能流，將吸熱涂料涂刷在半導(dǎo)體溫差發(fā)電熱端吸熱太陽(yáng)輻射能的能力，利用太陽(yáng)聚光裝置以及太陽(yáng)光吸熱涂料可以提熱端溫度，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、便于安裝，適用于小功率電器。??差發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用研宄領(lǐng)域中較為重要的發(fā)展方向就是溫差發(fā)電裝置的可穿由特殊材料制作的柔性熱電發(fā)電裝置可以利用人體表面的溫度作為發(fā)電的熱出了用室溫發(fā)電的柔性薄膜ＢｅＴｉ溫差電堆［３７】。而使用人體散發(fā)的熱能作為研宂人員的關(guān)注焦點(diǎn)，通過將溫差電堆制作到皮帶上或者衣服上，為穿戴式器械以及微型電子元件，進(jìn)行供電ｔ３８］。也有一些學(xué)者將振動(dòng)發(fā)電技術(shù)應(yīng)用到此提高發(fā)電量［３９］。??

同的材料通過導(dǎo)線連接成一個(gè)閉合回路，當(dāng)左右兩端有溫度差時(shí)，回路中的指南針會(huì)有偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象??發(fā)生，根據(jù)安培定則可知在該回路中有電流產(chǎn)生，即存在電動(dòng)勢(shì)［４９］，這就是塞貝克電動(dòng)勢(shì)。??如圖２－１所示，在由兩種不同材料ｘ與Ｙ構(gòu)成的回路中，當(dāng)左右兩端的溫度不同時(shí)，即當(dāng)材??料的左邊和右邊同時(shí)處于不同的固定環(huán)境溫度ｒａ和７；（７；＞?７；），回路中產(chǎn)生塞貝克電壓，定??義為Ａ＆，其表達(dá)式為。??ＡＫｄ＝ａ？，（Ｔａ－Ｔｂ）?＝?ａｎＡＴ?（２－１）??式中表示ｊ點(diǎn)的溫度（Ｋ）；?表示ｂ點(diǎn)的溫度（Ｋ）＿；?ｏｒ表示塞貝克系數(shù)（Ｖ／Ｋ｝。??Ｔａ??ｃ?ｄ??—＂？—??圖２－１塞貝克效應(yīng)示意圖［４９］??當(dāng)ａ點(diǎn)和ｂ點(diǎn)之間的溫度差ＡＴ?＝?７；－７；很小時(shí)，為常數(shù)，即與Ａ７１之間呈線性關(guān)??系，則稱為這兩種熱電材料ｘ，ｙ的相對(duì)塞貝克系數(shù)［５°］：??ａ?＝?ｌｉｍ?（２－２）??＾?ＡＴ＾０＾ｔ?ｄＴ??常用熱電材料的塞貝克系數(shù)見表２－１。通常來說，的數(shù)值比較小，它的單位由塞貝克效應(yīng)??的定義式中得出為：ＺｉＦ／欠，同時(shí)有正負(fù)之分，所以既有絕對(duì)值大小，也有符號(hào)的正負(fù)，??－６－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于溫差發(fā)電供能的無源無線測(cè)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 陳前,張國(guó)鋼,劉競(jìng)存,耿英三,王建華.  電測(cè)與儀表. 2017(17)
[2]基于PMMA的菲涅爾透鏡聚光性能的模擬分析[J]. 張燕軍,趙中里,吳大鳴,張惠茹.  塑料. 2016(05)
[3]環(huán)境不利因素對(duì)大功率LED燈翅片散熱性能影響研究[J]. 郭開元,劉紅軍,林坤,管菁.  裝備制造技術(shù). 2016(07)
[4]線性菲涅爾集熱器鏡場(chǎng)設(shè)計(jì)理論與光學(xué)分析[J]. 宋景慧,馬繼帥,代彥軍.  可再生能源. 2016(01)
[5]TJ-WRF逐時(shí)地面太陽(yáng)輻射的預(yù)報(bào)訂正[J]. 黃鶴,王佳,劉愛霞,劉壽東,馮帥.  高原氣象. 2015(05)
[6]淺析當(dāng)前我國(guó)新能源發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 劉鈺.  中國(guó)電力教育. 2014(24)
[7]清潔新能源的開發(fā)與發(fā)展[J]. 高麗娜.  能源與節(jié)能. 2013(10)
[8]平板集熱太陽(yáng)熱電器件建模及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 劉磊,張鎖良,馬亞坤,吳國(guó)浩,鄭樹凱,王永青.  物理學(xué)報(bào). 2013(03)
[9]寧夏本地化WRF輻射預(yù)報(bào)訂正及光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)方法初探[J]. 孫銀川,白永清,左河疆.  中國(guó)沙漠. 2012(06)
[10]固定式光伏最佳水平傾角及朝向的模擬分析——以寧夏銀川地區(qū)為例[J]. 魏子?xùn)|,霍小平,賀生云,尹寧.  西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(05)

碩士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的光伏發(fā)電功率預(yù)測(cè)研究[D]. 李松威.沈陽(yáng)工程學(xué)院 2017
[2]免跟蹤菲涅爾式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 張燕軍.北京化工大學(xué) 2016
[3]半導(dǎo)體制冷器散熱特性及封裝濕熱性能的研究[D]. 徐加俊.武漢工程大學(xué) 2016
[4]氧化銅選擇性吸收涂層的制備及在微尺度通道太陽(yáng)能集熱器上的應(yīng)用[D]. 張青.華南理工大學(xué) 2015
[5]小型溫差發(fā)電系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李勇.北京理工大學(xué) 2015
[6]高倍聚光菲涅爾透鏡設(shè)計(jì)及光學(xué)性能研究[D]. 白紅艷.云南師范大學(xué) 2014
[7]菲涅爾透鏡聚光性能研究[D]. 陳志明.中國(guó)計(jì)量學(xué)院 2013
[8]光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)短期發(fā)電功率預(yù)測(cè)研究[D]. 張佳偉.南京信息工程大學(xué) 2013
[9]基于溫差發(fā)電的工業(yè)無線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 陳崗.中南大學(xué) 2013
[10]高勻光性菲涅爾聚光光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 張麗.中國(guó)計(jì)量學(xué)院 2013



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