本文關(guān)鍵詞：太陽能光伏—溫差混合發(fā)電系統(tǒng)的研究

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【摘要】：在能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的大背景和太陽能光伏背板“變黃”開裂的小背景下,提出太陽能光伏-溫差(Photovoltaic-Thermoelectric,PV-TE)混合發(fā)電系統(tǒng),既解決了太陽能電池板因溫度過高導(dǎo)致“變黃”開裂的問題,延長了PV電池壽命,又能利用太陽能電池的廢熱能進(jìn)行發(fā)電,提高了對太陽能的利用率。同時,南昌市溪霞水庫水電站為滿足周邊用戶用電需求和提高其供電可靠性,擬將建設(shè)一個兆瓦級的水-光-蓄微電網(wǎng)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),其中將建造2兆瓦級太陽能PV-TE混合發(fā)電系統(tǒng),所以對太陽能PV-TE混合發(fā)電系統(tǒng)的研究具有重要的實際意義和理論參考價值。首先,本文對PV-TE混合系統(tǒng)的兩個重要組成模塊:太陽能光伏電池(photovoltaic cells,PV)和溫差發(fā)電器(thermoelectric generators,TEG),分別根據(jù)其數(shù)學(xué)模型在仿真平臺Matlab/Simulink搭建的仿真模型,分析其各自的輸出特性,為混合系統(tǒng)的研究做準(zhǔn)備。其次,相對于傳統(tǒng)的自然冷卻和循環(huán)蓄水冷卻方式,本文應(yīng)用因根據(jù)水庫發(fā)電,提出的PV-TE混合系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)采用水庫非循環(huán)水對溫差發(fā)電器冷端降溫,提高了系統(tǒng)的發(fā)電效率。接著,根據(jù)太陽能PV-TE混合系統(tǒng)的能量關(guān)系搭建了混合系統(tǒng)的仿真模型,在設(shè)定環(huán)境下對混合系統(tǒng)進(jìn)行仿真及分析,并與傳統(tǒng)PV系統(tǒng)進(jìn)行對比研究。實驗仿真結(jié)果表明:冷卻系統(tǒng)的水流量,光伏電池板的熱傳系數(shù)和溫差發(fā)電器的優(yōu)值系數(shù)是混合系統(tǒng)的三個重要影響因子。且與傳統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)相比,PV-TE混合系統(tǒng)的輸出功率和發(fā)電效率都得到了提高。同時,以250Wp的發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量為例,太陽能PV-TE混合系統(tǒng)進(jìn)行了與傳統(tǒng)的PV系統(tǒng)對比性的投資經(jīng)濟(jì)分析。通過各方面的成本分析本系統(tǒng)預(yù)計可在10年后實現(xiàn)盈利,同時混合系統(tǒng)還具有很好的環(huán)境效益。最后,研究了太陽能PV-TE混合系統(tǒng)的DC/DC并網(wǎng)問題,提出了雙輸入Boost升壓變換器,并利用仿真驗證了該變換電路的可行性。
【關(guān)鍵詞】：太陽能光伏-溫差混合發(fā)電系統(tǒng) 太陽能光伏電池 溫差發(fā)電器 水冷卻系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)性分析 雙輸入Boost升壓變換器
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM61
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題來源8-11
• 1.1.1 溪霞水庫簡介8-9
• 1.1.2 溪霞水庫供電現(xiàn)狀及問題9-10
• 1.1.3 解決辦法10-11
• 1.2 課題研究的意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r12-16
• 1.3.1 水庫光伏發(fā)電國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3.2 太陽能PV-TE混合發(fā)電國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r13-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排16-17
• 第2章 太陽能光伏電池的研究17-28
• 2.1 太陽能光伏電池概述17-19
• 2.1.1 光伏電池的分類17-18
• 2.1.2 光伏電池的結(jié)構(gòu)及功能18
• 2.1.3 光伏電池的工作原理18-19
• 2.2 太陽能光伏電池的數(shù)學(xué)模型19-22
• 2.3 太陽能光伏電池仿真模型的建立22-23
• 2.4 太陽能光伏電池特性仿真及分析23-26
• 2.5 光伏電池在實際應(yīng)用中存在的主要問題26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 溫差發(fā)電模塊的研究28-39
• 3.1 溫差發(fā)電基本介紹28
• 3.2 溫差發(fā)電基本工作原理28-29
• 3.3 溫差電模塊基本性能參數(shù)29-31
• 3.4 溫差電模塊數(shù)學(xué)模型的建立31-33
• 3.5 溫差發(fā)電模塊的輸出特性仿真及分析33-38
• 3.5.1 TEG仿真模型33-35
• 3.5.2 TEG特性仿真分析35-36
• 3.5.3 TEG輸出特性分析36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 太陽能PV-TE混合發(fā)電系統(tǒng)的研究39-55
• 4.1 PV-TE混合發(fā)電系統(tǒng)的介紹39-41
• 4.1.1 混合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理39-40
• 4.1.2 混合系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)40-41
• 4.2 混合發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立41-44
• 4.3 PV-TE混合發(fā)電系統(tǒng)仿真及分析44-52
• 4.3.1 混合系統(tǒng)的仿真參數(shù)設(shè)置及模型44-47
• 4.3.2 混合系統(tǒng)的特性仿真及分析47-50
• 4.3.3 PV-TE混合發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)PV系統(tǒng)對比分析50-52
• 4.4 混合發(fā)電系統(tǒng)的投資經(jīng)濟(jì)性分析52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 太陽能PV-TE混合發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)研究55-64
• 5.1 DC/DC變換器的介紹及選擇55-56
• 5.2 傳統(tǒng)升壓斬波電路(Boost電路)的工作原理56-57
• 5.3 雙輸入Boost變換器57-60
• 5.3.1 雙輸入Boost變換器的工作原理57-60
• 5.3.2 雙輸入Boost變換器的計算60
• 5.4 雙輸入Boost變換器仿真及分析60-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第6章 工作總結(jié)及展望64-66
• 6.1 本文的主要結(jié)論64-65
• 6.2 尚需解決的問題65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：732364