【摘要】：隨著光伏組件價(jià)格的逐漸降低、科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,以及新能源應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣,光伏發(fā)電已經(jīng)不僅僅是用于光伏電站發(fā)電,已經(jīng)融入到各個(gè)行業(yè)之中,小到日常生活中的充電電池,大到高樓大廈,光伏發(fā)電可謂是無處不在。此外,隨著社會(huì)不停地發(fā)展進(jìn)步,人們對(duì)生活物質(zhì)水平的不斷追求,新型設(shè)施農(nóng)業(yè)越來越受到人們的追捧。溫室作為設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要代表,其優(yōu)點(diǎn)是不受時(shí)間和空間的限制,可以在高原、深山、沙漠等特殊環(huán)境下進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。光伏溫室作為光伏和農(nóng)業(yè)設(shè)施溫室的結(jié)合產(chǎn)物,以其不占用土地資源、綠色無污染、節(jié)能而備受關(guān)注。光伏溫室的發(fā)展與應(yīng)用勢(shì)在必行,對(duì)光伏溫室進(jìn)行合理地設(shè)計(jì),避免光伏組件對(duì)溫室內(nèi)部氣候環(huán)境的影響已成為光伏溫室的研究重點(diǎn)。單脊Venlo型玻璃溫室的應(yīng)用最為普遍,將其改造為光伏溫室也是成本最低可行性最高的首選類型。為此,本文采用計(jì)算流體力學(xué)CFD軟件,以單脊Venlo型光伏玻璃溫室為研究對(duì)象,開展了如下仿真與模擬工作:首先,開展了光伏組件鋪設(shè)比例對(duì)單脊Venlo型光伏玻璃溫室內(nèi)部溫度場(chǎng)的影響與分析。在前坡面設(shè)計(jì)了18種光伏組件鋪設(shè)比例,仿真模擬了光伏組件鋪設(shè)比例對(duì)溫室內(nèi)部溫度場(chǎng)的影響。對(duì)比與分析模擬結(jié)果得到:(1)光伏溫室內(nèi)部的溫度場(chǎng)從下部到上部總是呈現(xiàn)梯度增長(zhǎng)的分布;(2)其溫度隨著鋪設(shè)比例的增大,呈線性減小趨勢(shì);(3)擬合得到溫室內(nèi)部平均溫度與光伏組件鋪設(shè)比例之間的函數(shù)關(guān)系式為:=-0.0737+312.28。第二,通過CFD軟件模擬仿真計(jì)算熱場(chǎng)分析,對(duì)單脊Venlo型光伏玻璃溫室進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)溫室進(jìn)行了開設(shè)冷熱風(fēng)口的降溫設(shè)計(jì),通過模擬仿真計(jì)算得到以下結(jié)論:(1)冷熱風(fēng)口的開啟對(duì)溫室的降溫和溫度場(chǎng)的分布均勻性均有較好的效果;(2)冷空氣進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)速對(duì)溫室的降溫效果、內(nèi)部溫度場(chǎng)分布均勻性有一定影響,可擬合得到溫室內(nèi)部平均溫度與冷空氣進(jìn)風(fēng)口風(fēng)速之間的函數(shù)關(guān)系:=1.2321~2-3.2607+298.67;(3)風(fēng)速對(duì)溫室的降溫效果,即最終降到的溫度,仍存在局限,該溫度仍主要取決于進(jìn)入溫室內(nèi)部的空氣溫度;(4)風(fēng)速對(duì)溫室的降溫速率的影響更為顯著。第三,以云南特有藥材三七的種植為例,設(shè)計(jì)了單脊Venlo型光伏玻璃三七溫室�；谏鲜隼碚摲治�,設(shè)計(jì)了適合文山三七種植的單脊Venlo型光伏玻璃溫室,同時(shí)為滿足三七生長(zhǎng)環(huán)境需要,對(duì)溫室采取了土壤降溫的設(shè)計(jì),仿真模擬結(jié)果顯示,室內(nèi)溫度達(dá)到295K左右、溫度分布均勻,可很好地滿足三七生長(zhǎng)要求。
【學(xué)位授予單位】：云南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S625
【圖文】：

10圖 1.1 技術(shù)路線圖1.5 本章小結(jié)關(guān)于開展單脊 Venlo 型光伏玻璃溫室仿真分析伏溫室設(shè)計(jì)的必要性。并對(duì)光伏溫室的研究現(xiàn)狀伏溫室環(huán)境模擬中的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行主要對(duì)象、內(nèi)容和方法，分析了本次研究將解決

深入了解光伏溫室各部分之間的熱傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射過程，是開展單脊 Venlo型光伏玻璃溫室內(nèi)部氣候環(huán)境的熱交換理論研究的核心內(nèi)容，是精確建立 CFD 計(jì)算模型的前提，是進(jìn)行 CFD 模擬仿真計(jì)算的基礎(chǔ)。本章通過研究分析光伏溫室內(nèi)部流體流動(dòng)的特性，選取合適的理論控制方程以及計(jì)算模型，對(duì)構(gòu)建光伏溫室CFD 模擬計(jì)算有很大幫助。工作中，采用 Gambit 軟件來構(gòu)建溫室?guī)缀文Ｐ筒⑦M(jìn)行網(wǎng)格的劃分，將生成的溫室網(wǎng)格模型導(dǎo)入 Fluent 軟件中進(jìn)行模擬仿真計(jì)算。2.1 光伏溫室能量交換機(jī)理以及物理模型溫室通常是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)和屋頂組成，將其與外部自然環(huán)境進(jìn)行隔離，構(gòu)造一個(gè)更適宜植物生長(zhǎng)的微氣候環(huán)境。但是由于溫室內(nèi)外存在溫差、壓力差等會(huì)使溫室外部-溫室結(jié)構(gòu)-溫室內(nèi)部間不斷進(jìn)行著對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)。一般在自然條件下將溫室系統(tǒng)分為溫室表層、室內(nèi)空氣、作物以及覆蓋維護(hù)層四個(gè)部分[30, 31]，能量交換如圖 2.1 溫室能量交換圖所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2735293