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《电子科技大学》 2010年
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集热式太阳能温差发电装置的研究

赵媛媛  
【摘要】: 在现代化经济迅速发展的时期,能源紧缺现象日趋严重,太阳能这种新型的可再生绿色能源,具有着经济、清洁环保、储量大等优点,受到越来越多人的重视,太阳能发电技术在各个国家都被广泛的研究和应用。 温差发电技术是一种将热能直接转换为电能的环保能源技术,在发电过程中无噪音、无污染物排放、体积小、重量轻等优点。随着热电材料的迅速发展以及性能的提高,已经开始从军事航天领域向民用和工业应用方面普及。 本课题中,采用ANSYS软件,研究温差发电元件的性能,并仿真优化在中温区(200-400℃)有较高热电转换效率的分段温差电元件。在此基础上,利用太阳能热作为温差发电的热源,研制一套集热式太阳能温差发电装置,主要包括太阳能集热装置、温差发电器、直流稳压模块等。 本论文的主要内容如下: 在温差发电理论基础上,利用ANSYS仿真软件,仿真计算热电单元的各个因素对其热电特性的影响。采用对电臂分段的方法来提高温差发电的特性,在热端400℃,冷端25℃、50℃,80℃三种情况,优化设计了分段热电元件的几何尺寸,在温差375℃时,热电转换效率可达到10%以上。 通过对聚光集热器、温差发电器(集热板、热电模块、水冷却系统)等部分的研究,组装了一套集热式太阳能温差发电装置。利用ANSYS软件热分析模块,仿真实验条件,从理论上证明了此装置的可行性。在不同太阳辐射功率、不同热电模块数量情况下,实验测得温差发电器的输出功率,在太阳辐射功率880W/m2时,可输出功率约10W。并根据实验结果,利用集成开关稳压芯片MAX669设计了DC-DC稳压电路,为蓄电池稳压充电。 研究光谱选择性原理,通过对不同涂层的简单对比实验,最后在集热板上涂B92太阳能吸热涂料,来提高太阳能利用率。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM913

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