基于余热回收利用的菲涅尔聚光PV/T系统热电性能研究

发布时间：2021-01-29 09:54

　　聚光光伏光热系统运行中,聚光电池温度和能流密度分布的不均会对其热电性能产生不利影响,针对以上问题,本文采用菲涅尔透镜、光漏斗和光棱镜组成高倍聚光结构均光,并优化该结构;然后,将系统的余热进行回收,作为膜蒸馏的驱动热源,分析其可行性,并对实际运行中影响系统热电性能的因素进行讨论;最后,对菲涅尔高倍聚光PV/T系统的运行进行实验研究,得到的主要结论如下:1.高倍聚光结构采用非均匀分区4焦点菲涅尔透镜、高27mm倾角82°的光漏斗和高55mm倾角80.77°的光棱镜时,聚光系统光学性能最优,其光斑均匀性为89.11%,光学效率为89.29%,接收角为1.09°,与菲涅尔单级聚光相比,其光斑均性提升63.05%,接收角增大0.731°。2.增大冷却水流速可提高PV/T系统的光电转化效率,但当流速大于某一值后,系统光电转化效率基本保持不变;光热转化效率随流速的增大呈先增大后减小的趋势,且随着DNI的增大光热转化效率逐渐升高,当DNI为1000 W/m2,冷却水流速为3.8m/s时,系统光热转化效率可达到43%;DNI由200 W/m2变化至1000 W/m2时,光电光热综合效率最大值在79.55... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 菲涅尔聚光光学系统的研究现状
        1.2.1 菲涅尔单级聚光系统的研究现状
        1.2.2 菲涅尔多级聚光系统的研究现状
    1.3 聚光光伏电池芯片的研究现状
    1.4 高倍聚光PV/T系统的研究现状
    1.5 太阳能膜蒸馏研究现状
    1.6 本文研究内容及意义
第二章 菲涅尔高倍聚光系统性能优化分析
    2.1 菲涅尔高倍聚光理论
        2.1.1 三级聚光结构及原理
        2.1.2 菲涅尔透镜分区多焦点原理
        2.1.3 均光装置结构优化原理
    2.2 菲涅尔高倍聚光系统多因素优化
        2.2.1 正交优化
        2.2.2 结果分析
    2.3 本章小结
第三章 菲涅尔高倍聚光PV/T系统热电性能优化
    3.1 菲涅尔高倍聚光PV/T系统
        3.1.1 系统结构及原理
        3.1.2 光电转化模型
        3.1.3 光热转化模型
    3.2 光电转化效率最优优化
    3.3 热电综合效率优化
    3.4 电池芯片温度及热应力
    3.5 本章小结
第四章 基于余热回收利用的菲涅尔高倍聚光PV/T系统热电性能
    4.1 膜蒸馏系统
        4.1.1 膜蒸馏原理
        4.1.2 余热利用可行性分析
        4.1.3 余热利用的影响因素
    4.2 基于余热利用的CPVT系统热电性能
        4.2.1 太阳入射角的影响
        4.2.2 冷却水入口温度
    4.3 基于余热利用的电池芯片温度及热应力
        4.3.1 太阳入射角的影响
        4.3.2 冷却水入口温度
    4.4 本章小结
第五章 菲涅尔高倍聚光PV/T系统试验研究
    5.1 试验装置及研究方法
        5.1.1 菲涅尔高倍聚光PV/T试验装置
        5.1.2 试验数据采集系统
        5.1.3 试验方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 太阳直射辐照度的影响
        5.2.2 冷却水温度的影响
        5.2.3 入射角的影响
    5.3 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]新型太阳能膜蒸馏聚光系统光学性能模拟研究[J]. 张欣宇,杨晓宏,田瑞,王志敏.  可再生能源. 2015(09)
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博士论文
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硕士论文
[1]碟式太阳能自动跟踪系统传动机构误差研究[D]. 邵磊.兰州理工大学 2014
[2]高倍聚光菲涅尔透镜设计及光学性能研究[D]. 白红艳.云南师范大学 2014
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[4]菲涅尔太阳能聚光器研究[D]. 吴贺利.武汉理工大学 2010
[5]应用于聚光光伏模组的二次聚光器的设计与性能分析[D]. 茹占强.长春理工大学 2010
[6]以太阳能为热源的真空膜蒸馏组件与系统研究[D]. 杨华剑.浙江大学 2008



本文编号：3006690