输电线路在线监测装置的全天候太阳能电源设计与研究

发布时间：2017-09-18 12:12

  本文关键词：输电线路在线监测装置的全天候太阳能电源设计与研究

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【摘要】：在输电线路在线监测领域,通常采用蓄电池协同太阳能电源的供电方式为在线监测装置供电,此种供电方式一般采用平板式太阳能结构,然而,该结构存在光能利用率低、体积大、抗风及抗雨能力弱等缺点,导致平板式太阳能电源无法应用于太阳能缺乏、气候恶劣的地域。本文为了研发一种新的太阳能电源结构,提出了反射式及立体式太阳能电源结构,该结构具备光能利用率高、抗风和抗雨功能的优点;实现了反射式和立体式太阳能电源的硬件设计、制作、安装、测试及验证试验,最后对立体式太阳能电源存在的不足提出了改进思路。本文的研究内容为输电线路在线监测装置供能方案的研究提供了新的思路。首先,分析了光照度、台风、雨水、气温、雾霾及覆冰等天候因素对太阳能电源的影响机理,同时分析了影响太阳能换能效率的主要因素;为了提高太阳能电源对光能的利用效率,同时具备抗风及抗雨功能,提出了反射式和立体式太阳能电源两种供能方案;反射式太阳能电源采用反射膜结构提高了光能利用效率,立体式太阳能电源采用反光膜与正方体结合的结构提高了光能利用效率,同时采用高透光率外壳防止了风、雨的直接破坏。其次,通过对两种太阳能电源结构中元部件的理论设计、图纸设计、元部件选型与采购,进一步完成了硬件制作、安装及性能测试,并进行了太阳能电源工作特性试验、太阳能电源输出功率与其表面温度试验和传统平板式、反射式及立体式太阳能电源在晴天、多云、阴天及雨天工况下的对比试验。最后,针对立体式太阳能电源在性能测试及试验研究过程中发现的不足,对其进行了外壳改进,进一步完善了立体式太阳能电源装置,并针对立体式太阳能电源在输电线路在线监测装置中的应用进行了分析。
【关键词】：输电线路在线监测 反射式 立体式 太阳能电源 应用方案
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615;TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国内研究现状12-14
• 1.2.2 国外研究现状14-15
• 1.2.3 研究现状分析15
• 1.3 研究目标及应用前景15-16
• 1.3.1 研究目的及意义15
• 1.3.2 研制目标15-16
• 1.3.3 应用前景16
• 1.4 研究内容16-17
• 第2章 全天候太阳能电源理论研究17-25
• 2.1 天候对太阳能换能的影响分析17-21
• 2.1.1 光照对太阳能换能的影响分析17-18
• 2.1.2 台风对太阳能换能的影响分析18
• 2.1.3 雨水对太阳能换能的影响分析18
• 2.1.4 气温对太阳能换能的影响分析18-19
• 2.1.5 雾霾对太阳能换能的影响分析19-20
• 2.1.6 覆冰对太阳能换能的影响分析20-21
• 2.1.7 其他因素对太阳能换能的影响分析21
• 2.2 影响太阳能换能效率的主要因素21-22
• 2.2.1 内部因素21
• 2.2.2 外部因素21-22
• 2.2.3 改善方法22
• 2.3 全天候太阳能电源整体构架、功能及结构方案22-24
• 2.3.1 全天候太阳能电源整体构架22
• 2.3.2 全天候太阳能电源功能分析22-23
• 2.3.3 太阳能换能装置结构方案23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 全天候太阳能电源结构设计与部件选型25-42
• 3.1 全天候太阳能电源结构方案25-27
• 3.1.1 反射式太阳能电源结构25
• 3.1.2 立体式太阳能电源结构25-26
• 3.1.3 与传统太阳能换能结构的对比分析26-27
• 3.2 反射式太阳能电源结构设计与选型27-38
• 3.2.1 反射式太阳能电源结构理论设计27-33
• 3.2.2 反射式太阳能电源结构尺寸设计33-34
• 3.2.3 加工图纸设计34-36
• 3.2.4 材料及部件选型36-38
• 3.3 立体式太阳能电源结构设计与部件选型38-41
• 3.3.1 立体式太阳能电源结构设计38-41
• 3.3.2 材料及部件选型41
• 3.4 电源管理电路模块设计与选型41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 太阳能电源硬件制作与试验方案42-49
• 4.1 反射式及立体式太阳能电源结构制作与安装42-44
• 4.1.1 反射式太阳能电源结构制作42
• 4.1.2 立体式太阳能电源结构制作42-43
• 4.1.3 反射式和立体式太阳能电源结构安装43-44
• 4.2 试验方案44-48
• 4.2.1 太阳能板的工作特性试验方案44
• 4.2.2 太阳能板输出功率与其表面温度关系试验方案44-45
• 4.2.3 平板式太阳能换能电源试验方案45-46
• 4.2.4 反射式和立体式太阳能电源试验方案46-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第5章 试验数据分析及立体式太阳能电源应用方案分析49-71
• 5.1 试验数据分析49-68
• 5.1.1 太阳能板工作特性试验数据分析49-54
• 5.1.2 太阳能板输出功率与其表面温度试验数据分析54-58
• 5.1.3 平板式太阳能电源试验数据分析58-61
• 5.1.4 反射式太阳能电源试验数据分析61-64
• 5.1.5 立体式太阳能电源试验数据分析64-67
• 5.1.6 平板式、反射式和立体式太阳能电源试验数据对比分析67-68
• 5.2 立体式太阳能电源改进及其应用方案68-70
• 5.2.1 立体式太阳能电源改进68-69
• 5.2.2 立体式太阳能电源应用方案分析69-70
• 5.3 本章小结70-71
• 第6章 结论与展望71-73
• 6.1 研究结论71-72
• 6.2 主要创新点72
• 6.3 研究展望72-73
• 参考文献73-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-81
• 致谢81-82
• 附表82

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本文编号：875463