本文關(guān)鍵詞：砷化鎵聚光系統(tǒng)的構(gòu)建及其太陽能電池溫度的余熱利用分析

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【摘要】：在太陽能聚光光伏發(fā)電過程中,存在發(fā)電效率隨電池溫度的升高出現(xiàn)降低的現(xiàn)象,若采用液體冷卻方式對電池進(jìn)行冷卻,可獲得熱量并降低電池溫度,從而提高發(fā)電效率。利用有機(jī)朗肯循環(huán)進(jìn)行余熱發(fā)電優(yōu)于其它幾種發(fā)電形式。因此,提出對砷化鎵聚光系統(tǒng)進(jìn)行改造,利用制冷劑吸收其在發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱量,并應(yīng)用于有機(jī)朗肯循環(huán)進(jìn)行發(fā)電,以提高對太陽能的利用率的方案。本文主要以砷化鎵聚光系統(tǒng)為研究對象,開展了實(shí)驗(yàn)和模擬研究,分析了工質(zhì)入口流量和入口溫度對系統(tǒng)性能的影響。具體工作如下：(1)砷化鎵聚光系統(tǒng)的構(gòu)建,包括系統(tǒng)循環(huán)工質(zhì)的選擇、聚光系統(tǒng)的分析與聚光方式的選擇、冷卻系統(tǒng)的分析與冷卻方式的選擇、太陽能跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作。在太陽跟蹤方面,采用8個(gè)光敏電阻,對光信號進(jìn)行采集,然后傳遞給電機(jī)控制模塊,控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)對太陽的實(shí)時(shí)跟蹤。(2)砷化鎵聚光系統(tǒng)電池溫度的余熱利用分析,建立砷化鎵聚光系統(tǒng)的傳熱模型并進(jìn)行模擬研究,分析運(yùn)行工況對系統(tǒng)熱、電效率的影響,以及工質(zhì)的物性沿冷卻管道的分布情況。結(jié)果表明：在兩相區(qū),工質(zhì)的干度、流速以及焓值沿冷卻管道長度線性增長；系統(tǒng)的熱效率與電效率隨著工質(zhì)入口流量的增加而增加,隨工質(zhì)入口溫度的升高而降低。在工質(zhì)入口溫度為24.3℃,質(zhì)量流量為0.012kg/s時(shí),系統(tǒng)的熱效率為44.57%,電效率為23.12%。(3)砷化鎵聚光系統(tǒng)電池溫度余熱利用的實(shí)驗(yàn)研究,包括模組的拆裝、對冷卻管道的布置、跟蹤支架的設(shè)計(jì)以及制作等。對系統(tǒng)進(jìn)出口處工質(zhì)的溫度和壓力、冷凝器的水溫、負(fù)載電阻兩端的電壓和電流進(jìn)行測量。計(jì)算系統(tǒng)的熱效率與電效率；分析了運(yùn)行工況對系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明：隨著工質(zhì)入口流量的增加,系統(tǒng)的熱效率與電效率都隨之增加。本文研究得到國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(NO.51266001)的支持。
【關(guān)鍵詞】：砷化鎵 余熱利用 太陽能跟蹤 聚光
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4;TK115
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符號說明11-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 我國的能源概況12-14
• 1.2 低品位能源余熱利用14-16
• 1.2.1 有機(jī)朗肯循環(huán)14-15
• 1.2.2 卡琳娜循環(huán)15
• 1.2.3 溫差發(fā)電15-16
• 1.2.4 熱聲發(fā)電技術(shù)16
• 1.3 光伏光熱聯(lián)用系統(tǒng)的國內(nèi)外研究動態(tài)16-19
• 1.4 砷化鎵電池的研究19-20
• 1.5 課題方案的提出20-21
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 砷化鎵聚光系統(tǒng)的構(gòu)建22-37
• 2.1 循環(huán)工質(zhì)的選擇22-23
• 2.2 聚光系統(tǒng)23-24
• 2.3 冷卻系統(tǒng)24-25
• 2.4 跟蹤系統(tǒng)25-36
• 2.4.1 太陽能跟蹤裝置26
• 2.4.2 跟蹤方式26-27
• 2.4.3 太陽能跟蹤的總體設(shè)計(jì)方案27-28
• 2.4.4 光信號采集模塊28-30
• 2.4.5 電機(jī)驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)30-34
• 2.4.6 電路工作原理34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 第三章 砷化鎵聚光系統(tǒng)電池溫度的余熱利用分析37-52
• 3.1 砷化鎵聚光系統(tǒng)電池溫度的余熱利用的傳熱模型37-44
• 3.2 傳熱模型的求解44-46
• 3.3 模擬結(jié)果與分析46-51
• 3.3.1 工質(zhì)物性沿管長的變化46-49
• 3.3.2 工質(zhì)入口流量對系統(tǒng)性能的影響49-50
• 3.3.3 工質(zhì)入口溫度對系統(tǒng)性能的影響50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 砷化鎵聚光系統(tǒng)電池溫度余熱利用的實(shí)驗(yàn)研究52-66
• 4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介與實(shí)驗(yàn)臺架的搭建53-57
• 4.1.1 方銅管的焊接與泄漏檢查54-55
• 4.1.2 銅管與鋁基的粘合與固定55-56
• 4.1.3 跟蹤支架的制作56-57
• 4.2 實(shí)驗(yàn)用儀器設(shè)備57-61
• 4.3 實(shí)驗(yàn)步驟61-62
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析62-65
• 4.4.1 系統(tǒng)性能計(jì)算62-63
• 4.4.2 結(jié)果分析63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 全文總結(jié)與工作展望66-68
• 5.1 全文總結(jié)66-67
• 5.2 工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：587244