聚风发电与聚光太阳能热利用联合系统的研究

发布时间：2018-03-14 08:31

  本文选题：聚风发电　切入点：聚光太阳能热利用　出处：《广西大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：太阳能和风能所代表的新能源,具有储量丰富、分布广泛和清洁干净的优点。目前两种能源利用方式相对独立,同一地区往往只能对单一资源进行利用无法进行优势互补。为了实现对太阳能和风能资源的综合利用,本文构建了聚风发电与聚光太阳能热利用联合系统。该系统同时具有聚风发电和聚光太阳能热利用两种功能,可提高风力发电机的输出功率,同时收集太阳热能用于供热,实用性较好。本文主要以实验分析和计算机仿真两种方式对该系统的性能进行研究。实验部分对来流风速在2～7m/s范围内聚风发电输出功率和日照强度在400～900W/m2范围内聚光太阳能热利用的吸热功率进行研究。在来流风速为7m/s的工况下,安装聚风罩后风力发电机输出功率由14.0W升高到25.9W,太阳辐射强度在900W/m2时该系统的集热装置输出功率可达223.0W,实现了太阳能和风能的有效利用。仿真分析部分以ANSYS Workbench 15.0为仿真平台,对照实物建立了1:1的仿真模型对聚风发电的性能进行仿真研究。仿真分析部分没有局限于对空气流经聚风罩后所产生的流场的分析,而是根据叶片扭矩计算出输出功率作为输出性能的评价指标。对比分析了 FLUENT多重参考系模型、CFX浸入实体模型、CFX固结转子模型仿真效果,其中CFX固结转子模型模拟结果和实验数据最为吻合。根据仿真计算结果在来流风速为10m/s时该聚风发电模型的输出功率达到52.3W与相同叶轮直径风力发电机相比提高了41.0%。本文的实验和仿真结果为综合利用风能和太阳能提供指导。
[Abstract]:The new solar and wind energy represented, with abundant, widely and clean. The distribution of the current two kinds of energy use is relatively independent, the same area only can not use complementary advantages of single resource. In order to realize the comprehensive utilization of solar and wind energy resources, this paper constructs the wind power generation and the spotlight the use of solar thermal system. The system also has the wind power generation and concentrating solar thermal use two kinds of function, can improve the output power of the wind turbine, at the same time to collect the sun's heat for heating, good practicability. In this paper, experimental analysis and computer simulation in two ways on the performance of the system was studied. The experimental part of the wind speed in the 2 ~ 7m/s output power within wind power and sunlight intensity in 400 to use concentrating solar endothermic power within the range of 900W/m2 in Study on wind speed is 7m/s. Under the condition of installation of the wind collection cover after the wind generator output power increased from 14.0W to 25.9W, the intensity of solar radiation in the 900W/m2 when the collector of the system output power up to 223.0W, realize the effective utilization of solar energy and wind energy. The simulation analysis using ANSYS Workbench 15 as the simulation platform physical control, established the simulation model of the 1:1 simulation study on the performance of wind power generation. The simulation analysis is not limited to the air flowing through the flow field generated by the wind cover together, but according to the blade torque calculated output power output performance as the evaluation index. A comparative analysis of FLUENT multiple reference frame model. In the CFX entity model, CFX consolidation rotor model simulation results, CFX consolidation which is most consistent with the rotor model simulation results and experimental data. According to the simulation result in wind speed For 10m/s, the output power of the gathering wind power generation model reaches 52.3W, which is increased by 41.0%. compared with that of the same impeller diameter wind generator. The experimental and simulation results in this paper provide guidance for the comprehensive utilization of wind energy and solar energy.

【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM614;TK519

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本文编号：1610413