太阳能集热系统中储热油罐容量的极值搜寻研究

发布时间：2020-08-12 11:52

【摘要】：该文对太阳能集热系统中储热油罐容量的极值搜寻（ES）进行研究。通过建立储热系统的动态数学模型，设计储热油罐容量的ES问题，运用数值优化方法求解ES问题。 结合太阳能物理基础，建立标准太阳能辐射强度数学模型。针对太阳能光热利用，提出一种太阳能集热系统的实验平台设计。首先对原理框架进行设计，将系统划分为五个模块。其次，针对系统五个模块进行详细的参数设计，包括过程参数的检测电路和储热油罐容量的设计。储热模块中的储热油罐容量优化一定程度上等同于滤波器设计。通过设计储热油罐容量的ES数学模型，反复迭代容量参数进行系统热平衡模拟仿真，证实容量参数存在极值点结论。对容量参数优化过程进一步转化为凸曲线优化，运用数值优化方法，以基于黄金分割法的和基于连续抛物线插值法的凸优化算法对容量极值点进行求解。 以40m2的槽式太阳能集热系统作案例分析，对储热模块输出温度值大于100℃的热能维持时间最长的储热油罐容量极值搜寻。通过基于黄金分割法的ES求解法和基于连续抛物线插值的ES求解法对储热油罐容量的ES问题进行求解，结合MATLAB中的fminbnd极值求解，搜寻储热油罐容量的最优解。从快速性、稳定性以及可靠性三个角度对两种极值优化算法进行比较。通过对储热油罐容量的极值搜寻问题的研究，证实了极值搜寻可以提高太阳能系统中热能利用率，具有一定的经济价值。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK513.1
【图文】：

余弦效应的机理

图 2.1 日地运动关系图公转与赤纬角中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角，称为赤纬角δ ，也称绕着太阳公转，一年中赤纬角随时在变化，春分、秋分日δ 为 0°，为 23°27′，-23°27′，即一年中赤纬角在±23°27′之间变化。Spencer 提(0.006918 0.399912 cos 0.070257 sin 0.006758cos 21800.000907 sin 2 0.002697 cos 3 0.00148sin 3 )δπ= Γ+ Γ ΓΓ Γ+ Γ的计算误差为 0.0006rad。在太阳能工程设计中，对于δ 的计算通常采式：360 ( 82)arcsin 0.4 sin365ndδ ° = 360 ( 284)23.45sin365ndδ° +=

图 2.2 平板型太阳能集热设备阳能集热设备主要组成部件如图 2.2 所示。该平板型集热器是具有防隔热盒，盒内有一个深色的吸热版，它是一个或多个半透明玻璃的能量金属制造，因为它具有良好的导热性。为了比普通黑色涂层更好的吸热一定的涂层，使得集热器具有非常好的吸热和传热功能。玻璃盖板可损失。主要的工作原理是通过太阳辐射，吸热材料对阳光进行光热转转换过程的导热工质通常为水、乙二醇或空气，它们在吸热板上的管管道内循环流动时，温度升高。其中平板型集热器的温度范围为 30～过运用导热工质升温过程实现了太阳能光-热转换，将热能存储于导热

【参考文献】

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本文编号：2790498