兩類溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)性能特性的研究.pdf

1、為了有效地利用各種品位的廢熱,實現能量的梯級利用,本文在分析溫差熱電器、硅太陽能電池、染料敏化電池、真空熱離子發(fā)電器和光子增強熱離子發(fā)電器的性能特性基礎上,建立光伏電池與半導體溫差熱電器和熱離子發(fā)電器與半導體溫差熱電器這兩類混合發(fā)電系統(tǒng)模型,研究這些混合發(fā)電系統(tǒng)的性能特性,分析混合系統(tǒng)的性能參數對系統(tǒng)優(yōu)化性能的影響,確定混合系統(tǒng)的優(yōu)化運行區(qū)間和最優(yōu)性能區(qū)域,獲得混合系統(tǒng)的優(yōu)化參數。所獲得的結論可為混合能量系統(tǒng)的設計和優(yōu)化運行提供理論基礎

2、。本碩士論文的主要研究工作包括如下:
　　1.建立低倍聚光光伏–溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的理論模型,基于非平衡態(tài)熱力學和半導體理論,導出該混合發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率和效率表達式,詳細分析了熱導率、光伏電池工作電流、太陽輻照度、聚焦率和溫差熱電器的優(yōu)值系數等重要性能參數對混合發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的影響,給出了一些重要參數的優(yōu)化判據,確定了最佳匹配負載。所獲得的結果表明,混合發(fā)電系統(tǒng)不僅可以提供比單一光伏電池或單一溫差熱電器更多的輸出功率,而且具

3、有更高的能量轉換效率。
　　2.提出了一個包括多種不可逆損失的新理論模型用來描述在穩(wěn)恒狀態(tài)下工作的染料敏化電池–溫差熱電器混合發(fā)電系統(tǒng)的性能特性,對一些潛在的關鍵問題和混合系統(tǒng)的基本設計特征進行了分析。從能量轉換角度出發(fā),結合非平衡態(tài)熱力學理論和染料敏化電池的伏安特性方程,導出該混合發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率和效率表達式,確定混合發(fā)電系統(tǒng)在最大輸出功率和效率時的優(yōu)化條件,獲得染料敏化電池和溫差熱電器的最佳匹配電阻,討論了一些主要性能參數對

4、混合發(fā)電系統(tǒng)性能特性的影響。對比研究了染料敏化電池與溫差熱電器共同驅動負載和各自驅動負載的性能特性。結果表明使用半導體溫差熱電器可有效地利用染料敏化電池所產生的低品位的廢熱,從而提高混合發(fā)電系統(tǒng)整體的輸出功率和效率。
　　3.建立受恒溫熱源和太陽能驅動的真空熱離子–溫差熱電器混合發(fā)電系統(tǒng)的理論模型,導出這兩種混合發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率和效率的一般表達式,研究它們的性能特性及其優(yōu)化性能,獲得了混合系統(tǒng)的基本優(yōu)化關系曲線,確定了一些重要性