砷化镓聚光系统的构建及其太阳能电池温度的余热利用分析

发布时间：2017-07-29 03:15

  本文关键词：砷化镓聚光系统的构建及其太阳能电池温度的余热利用分析

  更多相关文章： 砷化镓 余热利用 太阳能跟踪 聚光

【摘要】：在太阳能聚光光伏发电过程中,存在发电效率随电池温度的升高出现降低的现象,若采用液体冷却方式对电池进行冷却,可获得热量并降低电池温度,从而提高发电效率。利用有机朗肯循环进行余热发电优于其它几种发电形式。因此,提出对砷化镓聚光系统进行改造,利用制冷剂吸收其在发电过程中产生的热量,并应用于有机朗肯循环进行发电,以提高对太阳能的利用率的方案。本文主要以砷化镓聚光系统为研究对象,开展了实验和模拟研究,分析了工质入口流量和入口温度对系统性能的影响。具体工作如下：(1)砷化镓聚光系统的构建,包括系统循环工质的选择、聚光系统的分析与聚光方式的选择、冷却系统的分析与冷却方式的选择、太阳能跟踪系统的设计与制作。在太阳跟踪方面,采用8个光敏电阻,对光信号进行采集,然后传递给电机控制模块,控制电机运转,实现对太阳的实时跟踪。(2)砷化镓聚光系统电池温度的余热利用分析,建立砷化镓聚光系统的传热模型并进行模拟研究,分析运行工况对系统热、电效率的影响,以及工质的物性沿冷却管道的分布情况。结果表明：在两相区,工质的干度、流速以及焓值沿冷却管道长度线性增长；系统的热效率与电效率随着工质入口流量的增加而增加,随工质入口温度的升高而降低。在工质入口温度为24.3℃,质量流量为0.012kg/s时,系统的热效率为44.57%,电效率为23.12%。(3)砷化镓聚光系统电池温度余热利用的实验研究,包括模组的拆装、对冷却管道的布置、跟踪支架的设计以及制作等。对系统进出口处工质的温度和压力、冷凝器的水温、负载电阻两端的电压和电流进行测量。计算系统的热效率与电效率；分析了运行工况对系统性能的影响。结果表明：随着工质入口流量的增加,系统的热效率与电效率都随之增加。本文研究得到国家自然科学基金资助项目(NO.51266001)的支持。
【关键词】：砷化镓 余热利用 太阳能跟踪 聚光
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM914.4;TK115
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 符号说明11-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 我国的能源概况12-14
• 1.2 低品位能源余热利用14-16
• 1.2.1 有机朗肯循环14-15
• 1.2.2 卡琳娜循环15
• 1.2.3 温差发电15-16
• 1.2.4 热声发电技术16
• 1.3 光伏光热联用系统的国内外研究动态16-19
• 1.4 砷化镓电池的研究19-20
• 1.5 课题方案的提出20-21
• 1.6 本文的主要研究内容21-22
• 第二章 砷化镓聚光系统的构建22-37
• 2.1 循环工质的选择22-23
• 2.2 聚光系统23-24
• 2.3 冷却系统24-25
• 2.4 跟踪系统25-36
• 2.4.1 太阳能跟踪装置26
• 2.4.2 跟踪方式26-27
• 2.4.3 太阳能跟踪的总体设计方案27-28
• 2.4.4 光信号采集模块28-30
• 2.4.5 电机驱动电路的设计30-34
• 2.4.6 电路工作原理34-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第三章 砷化镓聚光系统电池温度的余热利用分析37-52
• 3.1 砷化镓聚光系统电池温度的余热利用的传热模型37-44
• 3.2 传热模型的求解44-46
• 3.3 模拟结果与分析46-51
• 3.3.1 工质物性沿管长的变化46-49
• 3.3.2 工质入口流量对系统性能的影响49-50
• 3.3.3 工质入口温度对系统性能的影响50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 砷化镓聚光系统电池温度余热利用的实验研究52-66
• 4.1 实验系统简介与实验台架的搭建53-57
• 4.1.1 方铜管的焊接与泄漏检查54-55
• 4.1.2 铜管与铝基的粘合与固定55-56
• 4.1.3 跟踪支架的制作56-57
• 4.2 实验用仪器设备57-61
• 4.3 实验步骤61-62
• 4.4 实验结果与分析62-65
• 4.4.1 系统性能计算62-63
• 4.4.2 结果分析63-65
• 4.5 本章小结65-66
• 第五章 全文总结与工作展望66-68
• 5.1 全文总结66-67
• 5.2 工作展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间论文发表情况73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 翟辉;代彦军;吴静怡;;基于菲聂尔透镜的聚焦太阳能PV/T系统热电性能研究[J];工程热物理学报;2007年05期

2 翁政军;杨洪海;;应用于聚光型太阳能电池的几种冷却技术[J];能源技术;2008年01期

3 张忠卫,陆剑峰,池卫英,王亮兴,陈鸣波;砷化镓太阳电池技术的进展与前景[J];上海航天;2003年03期

4 罗二仓;;热声技术研究进展[J];中国基础科学;2007年04期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 全贞花;李宁军;赵耀华;唐潇;;基于平板热管的太阳能光伏光热系统实验研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 符慧德;热管式光伏光热综合利用系统的理论和实验研究[D];中国科学技术大学;2012年

2 袁晓红;汽车发动机尾气余热温差发电装置热电转换技术研究[D];武汉理工大学;2012年

3 王云峰;太阳能碟式聚光发电供热综合利用系统研究[D];中国科学技术大学;2013年

，

本文编号：587244