太阳能热光伏电池和固体氧化物燃料电池耦合系统的性能优化分析
发布时间：2021-01-20 20:33
能源是人类赖以生存的重要物质基础。从某种层面上讲,人类社会的长远发展离不开优质能源的应用和能源技术的革新。一方面,可再生能源可解决传统常规能源的资源有限以及燃烧造成的环境恶化等问题,成为未来能源应用的主要来源之一;另一方面,优化能源利用装置,提高能源利用率,成为研究者日益关注的课题。本论文对太阳能热光伏电池性能进行评估并建立固体氧化物燃料电池耦合系统的模型,考虑系统中主要不可逆热损失的影响,通过计算分析,优化设计系统中的重要参数,确定系统的最大效率或最大输出功率密度。具体的研究内容包含如下两部分。第一部分研究太阳能热光伏电池的优化性能。通过考虑透镜的光学损失、吸收器和发射器上表面的反射、辐射热流等不可逆热损失,导出系统的效率和输出功率。优化发射器和光伏电池的温度、输出电压、吸收器和发射器面积比、半导体材料能隙,计算出系统的最大效率,确定主要参数的优化工作区间。所得结果可为更深入研究太阳能热光伏电池的性能提供一些有用的方法。第二部分研究固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统的优化性能。基于重整固体氧化物燃料电池和热光伏电池模型,构建重整固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合的系统模型。考虑两...
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１太阳能热光伏电池示意图??
第二章太阳能热光伏电池的参数优化与性能评估??数，但不是Ｋ的单调函数。原因可解释如下：对于给定Ｃ，随着Ｓ增加入射太阳??能增加，因此发射器和光伏电池的温度也随着Ｓ增大而增加。．图２．２（ｃ）表明Ｊ是Ｋ??的单调减函数，这一结论与ＴＰＶＣ的伏安特性曲线结论一致［３６］。??１５６２?〇．?５?卜－二．一????—????—￣￣－?￣￣３５７．０??０．５－，－??．—?二：?二二＾??．—１２９２?．三三三二＝＝＾２ｒ：?３３７．２??．＝＾￣＝＾＝ｚ＝＾ｒ￣＝＾＝＾ｒ二?１２９２?＝Ｅ５Ｅｒ?二二：―?．?、—、．：??的０．３?—?＾＾＾＾：．?－－?１ｉｑ２?的０．３－巨三三？入二?；?３２９?２??，－？?１１９２?：?－?３，，??°－２?ｌ－?ｈ＾＾＾＿１Ｑ９２?°－２■?ｍ－ａ??０．２８?０．２９?０．３０?０．３１?０．３２?０．３３?０．３４?０．２８?０．２９?０．３０?０．３１?０．３２?０．３３?０．３４??Ｖ（Ｗ）?ｖ（ｖ）??。＋??〇．ｉ?Ｊ?（Ａｃｍ?｝??０．２８?０．２９?０．３０?０．３１?０．３２?０．３３?０．３４??Ｖ（Ｖ）??图２．２当Ｃ＝６００且＆＝０．４５０ｅＶ时，ｒ￡、ｒ（．和？／随ｒ和Ｓ变化的三维投影图。??图２．２?（ｃ）的伏安特性曲线表明光伏电池的输出功率密度存在最大值，因此，??热光伏电池系统的效率也存在最大值。利用式（２．１０）和（２．］?１），可画出功率密度??厂＝尸／冬和效率；７随着输出电压Ｋ和面积比Ｓ的三维投影图。如图２．３所示
Ｖ（Ｖ）?Ｖ（＼Ｊ）??图２．３?，和；７随着Ｋ和Ｓ变化的三维投影图。其他参数与图２．２中参数取值??相同。??利用式（２．１０）和（２．１１），可得以Ｓ和Ｆ为变量的，和；７的二维图，如图２．４（ａ）??和（ｂ）所示。％是对于给定值＆的最大效率，同时得出了对应最大值％下，电??压和面积比的优化值Ｋ，．和＆．。注意到Ｋ，，同时也是最大广下对应的优化值，而Ｚ??也是Ｓ的函数，结合图２．４（ａ），这一结论等同于在Ｋ给定的情况下功率密度，随??５？的变化而改变。图２．４（ｂ）表明广是Ｓ的单调增函数，因此面积比的取值应不小??于＆，即满足：??Ｓ＞５ｉｔ，?（２．１２）??在此工作区间内
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国新能源开发与利用现状[J]. 王铭岩. 建材与装饰. 2016(31)
[2]钙钛矿结构质子导体基固体氧化物燃料电池电解质研究进展[J]. 曹加锋,朱志文,刘卫. 硅酸盐学报. 2015(06)
[3]主流燃料电池技术发展现状与趋势[J]. 赵佳骏,王培红. 上海节能. 2015(04)
[4]国内固体氧化物燃料电池主要研究团体及发展现状[J]. 蔡浩,魏涛,高庆宇. 化工新型材料. 2015(03)
[5]麻省理工学院研制出新型太阳热光伏发电系统[J]. 李新捷. 中国电力. 2014(03)
[6]燃料电池发电的电站应用[J]. 顾继先. 电网与清洁能源. 2013(04)
[7]环境保护与新能源开发[J]. 向勇. 中国新技术新产品. 2012(13)
[8]固体氧化物燃料电池及其并网发电研究[J]. 王鹤,尚学武,刘博. 东北电力大学学报. 2011(03)
[9]中国可再生能源发展的环境影响及管理对策[J]. 刘胜强,毛显强,邢有凯. 能源环境保护. 2011(03)
[10]固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展[J]. 沈薇,赵海雷,王治峰,王榕林. 电池. 2009(03)
本文编号：2989739
【文章来源】：厦门大学福建省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１太阳能热光伏电池示意图??
第二章太阳能热光伏电池的参数优化与性能评估??数，但不是Ｋ的单调函数。原因可解释如下：对于给定Ｃ，随着Ｓ增加入射太阳??能增加，因此发射器和光伏电池的温度也随着Ｓ增大而增加。．图２．２（ｃ）表明Ｊ是Ｋ??的单调减函数，这一结论与ＴＰＶＣ的伏安特性曲线结论一致［３６］。??１５６２?〇．?５?卜－二．一????—????—￣￣－?￣￣３５７．０??０．５－，－??．—?二：?二二＾??．—１２９２?．三三三二＝＝＾２ｒ：?３３７．２??．＝＾￣＝＾＝ｚ＝＾ｒ￣＝＾＝＾ｒ二?１２９２?＝Ｅ５Ｅｒ?二二：―?．?、—、．：??的０．３?—?＾＾＾＾：．?－－?１ｉｑ２?的０．３－巨三三？入二?；?３２９?２??，－？?１１９２?：?－?３，，??°－２?ｌ－?ｈ＾＾＾＿１Ｑ９２?°－２■?ｍ－ａ??０．２８?０．２９?０．３０?０．３１?０．３２?０．３３?０．３４?０．２８?０．２９?０．３０?０．３１?０．３２?０．３３?０．３４??Ｖ（Ｗ）?ｖ（ｖ）??。＋??〇．ｉ?Ｊ?（Ａｃｍ?｝??０．２８?０．２９?０．３０?０．３１?０．３２?０．３３?０．３４??Ｖ（Ｖ）??图２．２当Ｃ＝６００且＆＝０．４５０ｅＶ时，ｒ￡、ｒ（．和？／随ｒ和Ｓ变化的三维投影图。??图２．２?（ｃ）的伏安特性曲线表明光伏电池的输出功率密度存在最大值，因此，??热光伏电池系统的效率也存在最大值。利用式（２．１０）和（２．］?１），可画出功率密度??厂＝尸／冬和效率；７随着输出电压Ｋ和面积比Ｓ的三维投影图。如图２．３所示
Ｖ（Ｖ）?Ｖ（＼Ｊ）??图２．３?，和；７随着Ｋ和Ｓ变化的三维投影图。其他参数与图２．２中参数取值??相同。??利用式（２．１０）和（２．１１），可得以Ｓ和Ｆ为变量的，和；７的二维图，如图２．４（ａ）??和（ｂ）所示。％是对于给定值＆的最大效率，同时得出了对应最大值％下，电??压和面积比的优化值Ｋ，．和＆．。注意到Ｋ，，同时也是最大广下对应的优化值，而Ｚ??也是Ｓ的函数，结合图２．４（ａ），这一结论等同于在Ｋ给定的情况下功率密度，随??５？的变化而改变。图２．４（ｂ）表明广是Ｓ的单调增函数，因此面积比的取值应不小??于＆，即满足：??Ｓ＞５ｉｔ，?（２．１２）??在此工作区间内
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国新能源开发与利用现状[J]. 王铭岩. 建材与装饰. 2016(31)
[2]钙钛矿结构质子导体基固体氧化物燃料电池电解质研究进展[J]. 曹加锋,朱志文,刘卫. 硅酸盐学报. 2015(06)
[3]主流燃料电池技术发展现状与趋势[J]. 赵佳骏,王培红. 上海节能. 2015(04)
[4]国内固体氧化物燃料电池主要研究团体及发展现状[J]. 蔡浩,魏涛,高庆宇. 化工新型材料. 2015(03)
[5]麻省理工学院研制出新型太阳热光伏发电系统[J]. 李新捷. 中国电力. 2014(03)
[6]燃料电池发电的电站应用[J]. 顾继先. 电网与清洁能源. 2013(04)
[7]环境保护与新能源开发[J]. 向勇. 中国新技术新产品. 2012(13)
[8]固体氧化物燃料电池及其并网发电研究[J]. 王鹤,尚学武,刘博. 东北电力大学学报. 2011(03)
[9]中国可再生能源发展的环境影响及管理对策[J]. 刘胜强,毛显强,邢有凯. 能源环境保护. 2011(03)
[10]固体氧化物燃料电池阴极材料的研究进展[J]. 沈薇,赵海雷,王治峰,王榕林. 电池. 2009(03)
本文编号：2989739
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2989739.html
教材专著
