CPC型聚光光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)設計.pdf

1、化石能源日趨緊缺、環(huán)保壓力不斷加大，各國都在大力研究可再生能源，太陽能利用技術作為新興的可再生能源利用產業(yè)備受青睞。太陽能在發(fā)電過程中無需運輸，沒有污染。太陽能的有效利用促使人類社會邁入減少污染、減少能源浪費的時代。農業(yè)科技迅速發(fā)展，溫室內各種設備均需供電，會產生能耗。所以設計效率較高的溫室供電系統(tǒng)具有重要的理論意義與實用價值。
　　為解決溫室內常規(guī)的能源供電能耗大和傳統(tǒng)太陽能供電模式下利用效率低的問題，本文先結合溫室特點設計了C

2、PC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，聯(lián)合發(fā)電單元中主要包括聚光、聯(lián)合發(fā)電及冷卻三個部分。聚光采用CPC型聚光器，將光伏電池、溫差電池熱端和扁平熱管蒸發(fā)段緊密結合為一體并放于CPC型聚光器光路出口處，光伏電池吸收光能只有一小部分實現(xiàn)光伏發(fā)電，其余部分轉化為熱能，此刻光伏溫度升高，作為熱源將熱量傳給溫差發(fā)電電池熱端。與此同時，設計溫差電池的冷端與扁平熱管緊密結合，這樣聯(lián)合發(fā)電中產生的廢熱通過扁平熱管傳遞到熱管冷凝段上，通過冷卻液體對流，實現(xiàn)系

3、統(tǒng)降溫，既能提高光伏發(fā)電效率，又使得溫差電池冷、熱端產生溫度差值，從而發(fā)電。與此同時，為進一步提高發(fā)電性能，實現(xiàn)最大功率點跟蹤，本文還對聯(lián)合發(fā)電控制系統(tǒng)的總體結構和控制方案進行了設計，主MPPT控制電路采用雙CUK變換電路。
　　然后搭建了系統(tǒng)的試驗平臺，采用實驗研究方法對CPC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)性能進行試驗研究。結果顯示，系統(tǒng)聯(lián)合發(fā)電效率大于光伏發(fā)電、溫差發(fā)電單獨發(fā)電的效率，實現(xiàn)了能源的梯級利用。在CPC型聚光光伏/溫

4、差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)瞬時性能的試驗期間聯(lián)合效率最大可達到20.06％，瞬時發(fā)電功率最大值為125.98W。在全天性能測試期間，CPC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)全天的發(fā)電效率在18.57以上。CPC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能優(yōu)于已有的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。所獲得的電能基本滿足寒地溫室內環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)的供電要求。
　　最后，建立了CPC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學模型，對CPC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的能量轉換進行分