【摘要】：該文對太陽能集熱系統(tǒng)中儲熱油罐容量的極值搜尋（ES）進(jìn)行研究。通過建立儲熱系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)儲熱油罐容量的ES問題，運(yùn)用數(shù)值優(yōu)化方法求解ES問題。 結(jié)合太陽能物理基礎(chǔ)，建立標(biāo)準(zhǔn)太陽能輻射強(qiáng)度數(shù)學(xué)模型。針對太陽能光熱利用，提出一種太陽能集熱系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)。首先對原理框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)劃分為五個模塊。其次，針對系統(tǒng)五個模塊進(jìn)行詳細(xì)的參數(shù)設(shè)計(jì)，包括過程參數(shù)的檢測電路和儲熱油罐容量的設(shè)計(jì)。儲熱模塊中的儲熱油罐容量優(yōu)化一定程度上等同于濾波器設(shè)計(jì)。通過設(shè)計(jì)儲熱油罐容量的ES數(shù)學(xué)模型，反復(fù)迭代容量參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)熱平衡模擬仿真，證實(shí)容量參數(shù)存在極值點(diǎn)結(jié)論。對容量參數(shù)優(yōu)化過程進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為凸曲線優(yōu)化，運(yùn)用數(shù)值優(yōu)化方法，以基于黃金分割法的和基于連續(xù)拋物線插值法的凸優(yōu)化算法對容量極值點(diǎn)進(jìn)行求解。 以40m2的槽式太陽能集熱系統(tǒng)作案例分析，對儲熱模塊輸出溫度值大于100℃的熱能維持時間最長的儲熱油罐容量極值搜尋。通過基于黃金分割法的ES求解法和基于連續(xù)拋物線插值的ES求解法對儲熱油罐容量的ES問題進(jìn)行求解，結(jié)合MATLAB中的fminbnd極值求解，搜尋儲熱油罐容量的最優(yōu)解。從快速性、穩(wěn)定性以及可靠性三個角度對兩種極值優(yōu)化算法進(jìn)行比較。通過對儲熱油罐容量的極值搜尋問題的研究，證實(shí)了極值搜尋可以提高太陽能系統(tǒng)中熱能利用率，具有一定的經(jīng)濟(jì)價值。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK513.1
【圖文】：

余弦效應(yīng)的機(jī)理

圖 2.1 日地運(yùn)動關(guān)系圖公轉(zhuǎn)與赤緯角中心和太陽中心的連線與地球赤道平面的夾角，稱為赤緯角δ ，也稱繞著太陽公轉(zhuǎn)，一年中赤緯角隨時在變化，春分、秋分日δ 為 0°，為 23°27′，-23°27′，即一年中赤緯角在±23°27′之間變化。Spencer 提(0.006918 0.399912 cos 0.070257 sin 0.006758cos 21800.000907 sin 2 0.002697 cos 3 0.00148sin 3 )δπ= Γ+ Γ ΓΓ Γ+ Γ的計(jì)算誤差為 0.0006rad。在太陽能工程設(shè)計(jì)中，對于δ 的計(jì)算通常采式：360 ( 82)arcsin 0.4 sin365ndδ ° = 360 ( 284)23.45sin365ndδ° +=

圖 2.2 平板型太陽能集熱設(shè)備陽能集熱設(shè)備主要組成部件如圖 2.2 所示。該平板型集熱器是具有防隔熱盒，盒內(nèi)有一個深色的吸熱版，它是一個或多個半透明玻璃的能量金屬制造，因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)熱性。為了比普通黑色涂層更好的吸熱一定的涂層，使得集熱器具有非常好的吸熱和傳熱功能。玻璃蓋板可損失。主要的工作原理是通過太陽輻射，吸熱材料對陽光進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換過程的導(dǎo)熱工質(zhì)通常為水、乙二醇或空氣，它們在吸熱板上的管管道內(nèi)循環(huán)流動時，溫度升高。其中平板型集熱器的溫度范圍為 30～過運(yùn)用導(dǎo)熱工質(zhì)升溫過程實(shí)現(xiàn)了太陽能光-熱轉(zhuǎn)換，將熱能存儲于導(dǎo)熱

【參考文獻(xiàn)】

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1 王亞龍;劉啟斌;隋軍;趙芫樺;宿建峰;李和平;金紅光;;拋物槽式太陽能集熱器集熱實(shí)驗(yàn)及模擬研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2010年08期

2 魯紅光;;槽式太陽能集熱實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)[J];硅谷;2012年19期

3 劉振起;太陽能集能器自動跟蹤裝置[J];節(jié)能;2003年09期

4 曹雯;申雙和;;我國太陽日總輻射計(jì)算方法的研究[J];南京氣象學(xué)院學(xué)報(bào);2008年04期

5 周希正;李明;魏生賢;王六玲;;組合跟蹤的槽式聚焦集熱器太陽輻照量的研究[J];能源工程;2006年06期

6 楊婧;劉志璋;孟斌;李娜;;基于MATLAB的太陽輻射資源計(jì)算[J];能源工程;2011年01期

7 李雪琴;;新型太陽能集熱器及其在海水淡化中的應(yīng)用[J];通用機(jī)械;2012年03期

8 王炳忠,潘根娣;我國的大氣透明度及其計(jì)算[J];太陽能學(xué)報(bào);1981年01期

9 陳子乾;鄭宏飛;馬朝臣;李正良;何開巖;;低溫多效太陽能海水淡化裝置最優(yōu)集熱系統(tǒng)的匹配研究[J];太陽能學(xué)報(bào);2008年06期

10 梁征;由長福;;太陽能槽式集熱系統(tǒng)動態(tài)傳熱特性[J];太陽能學(xué)報(bào);2009年04期

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1 江守利;反射聚光利用太陽能的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

本文編號：2790498