化石能源緊缺日益成為制約人類社會發(fā)展的瓶頸,改變能源結(jié)構(gòu)勢在必行。而太陽能是公認(rèn)的清潔、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的新能源,因此太陽能的利用已得到了極大關(guān)注。本文在總結(jié)了現(xiàn)有太陽能透射式CPV/T系統(tǒng)研究成果的基礎(chǔ)上,設(shè)計并提出了兩種透射式太陽能CPV/T系統(tǒng):實體CPC聚光光伏/熱/采光系統(tǒng)和轉(zhuǎn)輪菲涅爾聚光光伏/熱系統(tǒng),對其性能進行了深入的研究。通過聚光器光路分析提出了實體CPC聚光光伏/熱/采光系統(tǒng)中拋物線方程的推導(dǎo)方法以及臨界入射角的確定方法,利用光學(xué)仿真研究了光線入射角以及入射點的不同位置對實體CPC聚光性能的影響,利用試驗測試了實體CPC在實際天氣下的透過率,結(jié)果表明:仿真中在正午太陽光入射角為0°時,直射光的透過率為0;在入射角大于60°時,透過率接近100%。在試驗測試當(dāng)天,正午透過率最低值為32%,最大透過率為60%左右。實體CPC蓋板透過率的試驗結(jié)果與光學(xué)仿真結(jié)果有較好的一致性。對實體CPC聚光光伏/熱/采光系統(tǒng)進行了熱特性仿真研究和熱特性穩(wěn)態(tài)試驗研究,并在穩(wěn)態(tài)試驗的基礎(chǔ)上,對實際天氣條件下透射式CPC聚光PV/T/D系統(tǒng)進行性能測試,測試結(jié)果表明:在透過率較低的時段（10:0... 

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 太陽能光伏、光熱利用
        1.2.1 光熱利用
        1.2.2 光伏發(fā)電
    1.3 國內(nèi)外聚光光伏/熱系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.3.1 PV/T系統(tǒng)的研究進展
        1.3.2 CPV/T系統(tǒng)的研究進展
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 透射式實體CPC聚光原理
    2.1 實體CPC聚光原理
        2.1.1 CPC的特征參數(shù)計算
        2.1.2 臨界入射角?0的確定
    2.2 實體CPC聚光光學(xué)仿真
        2.2.1 實體CPC三維建模
        2.2.2 單個實體CPC光路追蹤
        2.2.3 多個實體CPC光路追蹤
    2.3 實體CPC透過率試驗測試
        2.3.1 實體CPC蓋板制作
        2.3.2 試驗測試方法
        2.3.3 試驗結(jié)果及討論
    2.4 本章小結(jié)
第3章 透射式實體CPC聚光PV/T/D系統(tǒng)性能研究
    3.1 透射式實體CPC聚光PV/T/D系統(tǒng)設(shè)計
    3.2 PV/T/D系統(tǒng)熱特性仿真研究
        3.2.1 PV/T/D系統(tǒng)外部各表面溫度分布
        3.2.2 PV/T/D裝置中空氣溫度與速度分布
        3.2.3 不同風(fēng)速下裝置中空氣得熱效率
        3.2.4 不同進氣孔位置仿真對比
        3.2.5 不同進氣孔徑對裝置溫度分布的影響
    3.3 PV/T/D系統(tǒng)熱特性穩(wěn)態(tài)試驗研究
        3.3.1 試驗裝置
        3.3.2 試驗結(jié)果與仿真結(jié)果對比
        3.3.3 不同底板通風(fēng)孔數(shù)的穩(wěn)態(tài)試驗
        3.3.4 不同加熱功率的穩(wěn)態(tài)溫度分布試驗
        3.3.5 不同風(fēng)速對裝置熱特性的影響
    3.4 實際天氣下PV/T/D系統(tǒng)的性能測試
        3.4.1 實際天氣下的熱特性試驗
        3.4.2 實際天氣下光/熱/電聯(lián)供試驗
    3.5 本章小結(jié)
第4章 透射式菲涅爾聚光PV/T系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 透射式菲涅爾聚光器設(shè)計方法
        4.1.1 外表面為圓形截面
        4.1.2 橢圓形截面
        4.1.3 拋物線形截面
    4.2 透射式菲涅爾聚光器光學(xué)仿真
        4.2.1 跟蹤誤差對光斑影響
        4.2.2 光線軸向入射角對光斑影響
    4.3 基于透射式菲涅爾聚光器的PV/T系統(tǒng)構(gòu)建與優(yōu)化
        4.3.1 透射式菲涅爾聚光PV/T系統(tǒng)構(gòu)建
        4.3.2 側(cè)翼反射器設(shè)計
        4.3.3 PV/T接收裝置設(shè)計及熱特性數(shù)值分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 透射式菲涅爾聚光PV/T系統(tǒng)試驗研究
    5.1 試驗系統(tǒng)建立
        5.1.1 試驗系統(tǒng)原理
        5.1.2 單塊砷化鎵高聚光電池性能測試
        5.1.3 試驗用砷化鎵高聚光電池組性能測試
    5.2 PV/T系統(tǒng)性能測試
        5.2.1 熱/電輸出特性測試
        5.2.2 結(jié)合仿真結(jié)果分析熱/電輸出特性
    5.3 本章小節(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]菲涅耳透鏡對平行光的成像特性分析[J]. 張?zhí)m,嚴(yán)惠民,施柏煊,李彩鳳.  光學(xué)儀器. 2000(01)
[2]θmax較大時CPC裝置的性質(zhì)研究[J]. 雷桂林.  河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2001(01)
[3]淺述太陽能熱發(fā)電的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀[J]. 白瑞明.  中國建設(shè)動態(tài)(陽光能源). 2007(01)
[4]國際能源競爭與合作[J]. 劉繼森.  國際經(jīng)貿(mào)探索. 2006(01)
[5]中國的可再生能源戰(zhàn)略[J]. 何祚庥.  特區(qū)實踐與理論. 2006(04)
[6]太陽能電熱聯(lián)用系統(tǒng)研究進展[J]. 王一平,劉永輝,田瑋.  太陽能學(xué)報. 2005(05)
[7]太陽能光伏光熱一體化系統(tǒng)的實驗研究[J]. 季杰,程洪波,何偉,陸劍平,T.T.Chow.  太陽能學(xué)報. 2005(02)
[8]PV／T電、熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在理想條件下的性能簡化分析[J]. 葛新石,葉宏.  太陽能學(xué)報. 2006(01)
[9]一種新型全鋁扁盒式PV/T熱水系統(tǒng)[J]. 季杰,陸劍平,何偉,周天泰,裴剛.  太陽能學(xué)報. 2006(08)
[10]太陽能熱發(fā)電系列文章（4） 太陽能熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀與前景[J]. 張文進,孫利國,劉曉暉,徐寧,王軍.  太陽能. 2006(04)

博士論文
[1]聚光式太陽能海水淡化系統(tǒng)熱物理問題研究[D]. 常澤輝.北京理工大學(xué) 2014
[2]高倍聚光光伏光熱綜合利用系統(tǒng)的理論和實驗研究[D]. 陳海飛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[3]關(guān)于太陽能電熱綜合利用中若干關(guān)鍵問題的研究[D]. 謝飛.上海大學(xué) 2013
[4]線性菲涅耳反射太陽能聚光器的理論分析與實驗研究[D]. 張謙.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[5]非跟蹤型太陽能聚光器的優(yōu)化分析和實驗研究[D]. 李桂強.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[6]新型PV-Trombe墻系統(tǒng)的理論與實驗研究[D]. 易樺.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]太陽能聚光PV/T熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]. 馬瑞.華北電力大學(xué) 2014
[2]碟式太陽能聚光系統(tǒng)的聚光與傳熱特性的研究[D]. 帥鷗.浙江大學(xué) 2012
[3]一種太陽模擬器的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及輻照特性研究[D]. 鐘民.長春理工大學(xué) 2011
[4]菲涅爾太陽能聚光器研究[D]. 吳賀利.武漢理工大學(xué) 2010
[5]聚光光伏系統(tǒng)的研究[D]. 高益兵.南京航空航天大學(xué) 2009
[6]光伏熱系統(tǒng)的實驗與模擬研究[D]. 段征強.天津大學(xué) 2007
[7]太陽能電池及其應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 王遠(yuǎn).華中科技大學(xué) 2006



本文編號：3705749