太陽能儲量大、分布廣、綠色清潔,具有很大的利用空間,在能源危機(jī)及環(huán)境問題受到世界廣泛關(guān)注的時(shí)候,太陽能的優(yōu)勢得以體現(xiàn)。光伏發(fā)電技術(shù)如今已經(jīng)不斷成熟完善,但是普通晶硅電池制造過程高耗能高污染并且發(fā)電效率較低。聚光光伏技術(shù)可以大大降低光伏電池的使用量,多結(jié)聚光光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率較普通晶硅電池也大幅度提高,隨著電池制造技術(shù)的完善高倍聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)成本不斷降低。介紹了菲涅爾高倍聚光光伏系統(tǒng)的基本原理及其系統(tǒng)組成,針對高倍聚光必需的雙軸跟蹤系統(tǒng)及常用跟蹤方式進(jìn)行了綜述和討論。光伏系統(tǒng)為達(dá)到更好的輸出性能需要實(shí)時(shí)對其最大功率點(diǎn)進(jìn)行跟蹤,羅列了幾種目前最常用的最大功率點(diǎn)跟蹤方法,分析其運(yùn)用在菲涅爾高倍聚光光伏系統(tǒng)中的情況并進(jìn)行討論,得出不同MPPT策略的優(yōu)缺點(diǎn)。通過總結(jié)和分析得出:對于高倍聚光光伏系統(tǒng)跟蹤方式,光敏跟蹤與視日軌跡跟蹤相結(jié)合的方法能夠更好的保證系統(tǒng)運(yùn)行中準(zhǔn)確、穩(wěn)定的跟蹤太陽光,保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行;高倍聚光光伏系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤采用導(dǎo)納增量法雖然成本略高,但該方法穩(wěn)定、精確,更適合高倍聚光光伏系統(tǒng)。對于高倍聚光光伏系統(tǒng)的研究主要集中在能流的均勻性及散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面,聚光光伏電池具有較好的耐高溫、耐輻射性能,在背板翅片自然散熱的情況下高倍聚光光伏模組仍能保持較高的光電轉(zhuǎn)換效率。為了更大限度的利用太陽能,采用光伏光熱一體化系統(tǒng)不僅可以降低電池溫度提高發(fā)電效率,而且可以將收集到的熱能加以利用。對菲涅爾高倍聚光光伏模組進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),分別對不同輻照度、不同電池芯片溫度及不同跟蹤偏離角度下模組輸出性能進(jìn)行了測試。在另外兩個(gè)條件相近的條件下測試單一變量對于模組輸出特性的影響,實(shí)驗(yàn)測得在固定聚光比下隨著直接輻照度的上升模組電效率提高;隨著電池芯片溫度的升高,模組開路電壓降低,輸出效率降低;跟蹤偏離角度對于模組性能輸出影響很大,在偏離角度1度時(shí)模組功率相對下降50%以上。考慮北方冬季低溫水冷模塊容易凍結(jié)的問題,提出強(qiáng)制空冷散熱的HCPV/T系統(tǒng)。試制空冷模塊,將其安裝在聚光光伏模組上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對冷卻模塊進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)之后的散熱效果仍然不夠理想。將冷卻模塊以1:1比例進(jìn)行建模,并在ANSYS中進(jìn)行流場的模擬計(jì)算,由計(jì)算結(jié)果分析得出最佳的進(jìn)口風(fēng)速,通過內(nèi)部流場對比分析得出空冷模塊的優(yōu)化模型,對優(yōu)化模型再進(jìn)行計(jì)算得出最佳的空冷模塊結(jié)構(gòu)。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TM615;TK513
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 我國新能源資源概況
        1.1.2 我國太陽能資源概況
        1.1.3 太陽能利用技術(shù)
        1.1.4 太陽能聚光技術(shù)
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 光伏光熱一體化研究現(xiàn)狀
        1.2.2 高倍聚光太陽能電池研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義及主要工作
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 主要工作
第二章 菲涅爾聚光光伏系統(tǒng)介紹及MPPT策略分析
    2.1 菲涅爾聚光光伏系統(tǒng)
        2.1.1 高倍聚光太陽能電池
        2.1.2 菲涅爾聚光光伏模組
        2.1.3 太陽跟蹤系統(tǒng)
    2.2 聚光光伏跟蹤方式
        2.2.1 光電跟蹤
        2.2.2 視日軌跡跟蹤
        2.2.3 混合跟蹤策略
    2.3 菲涅爾高倍聚光光伏MPPT策略討論
        2.3.1 恒定電壓控制法（CVT）
        2.3.2 擾動觀測法(Perturb㤘Observe Algorithms)
        2.3.3 導(dǎo)納增量法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 菲涅爾高倍聚光光伏模組戶外實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    3.2 輻照對菲涅爾聚光光伏模組輸出特性影響實(shí)驗(yàn)
    3.3 溫度對菲涅爾聚光光伏輸出特性影響實(shí)驗(yàn)
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>        3.3.2 實(shí)驗(yàn)原理
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理
    3.4 跟蹤偏離對菲涅爾聚光光伏性能影響實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募胺椒?br>        3.4.2 太陽運(yùn)動規(guī)律及方位角計(jì)算
        3.4.3 跟蹤偏離對模組輸出功率的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 空冷CPV/T模組實(shí)驗(yàn)及仿真優(yōu)化
    4.1 菲涅爾聚光光伏冷卻模塊的試制
    4.2 空氣強(qiáng)制對流冷卻菲涅爾聚光光伏系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
    4.3 菲涅爾聚光光伏空冷模塊仿真優(yōu)化
        4.3.1 空冷模塊建模
        4.3.2 網(wǎng)格劃分
        4.3.3 流場計(jì)算
        4.3.4 結(jié)果分析
        4.3.5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
    1 結(jié)論
    2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間取得的科研成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2831953