太陽(yáng)能熱光伏發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、太陽(yáng)能熱光伏發(fā)電(Solar Thermophotovoltaic，STPV)是目前對(duì)太陽(yáng)光熱綜合利用的又一種途徑。STPV系統(tǒng)較一般太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的能量密度大、轉(zhuǎn)換效率高。本文針對(duì)某STPV系統(tǒng)，進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。 本文首先在考慮加工水平與成本的基礎(chǔ)上，對(duì)STPV系統(tǒng)聚光器進(jìn)行了合理選型，并根據(jù)STPV系統(tǒng)輻射器運(yùn)行要求初步計(jì)算了聚光器的采光面面積。其次，設(shè)計(jì)了STPV系統(tǒng)中熱光伏轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)，對(duì)其中的輻射器、光伏電池分別

2、展開(kāi)討論。并采用了光學(xué)濾波器、石英玻璃窗口、石英玻璃真空隔熱罩等熱控制方法，以減少熱光伏系統(tǒng)內(nèi)部能量損失。再次，研究了應(yīng)用于STPV系統(tǒng)的水冷式散熱器。根據(jù)STPV系統(tǒng)的散熱要求，綜合考慮材料、加工、密封、耗功等因素，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。借助商用CFD軟件對(duì)散熱器的傳熱與流動(dòng)性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明流動(dòng)阻力損失與模擬值比較接近，在系統(tǒng)所能達(dá)到的輻射器溫度水平下能夠保持電池運(yùn)行溫度在較低水平。第四，對(duì)適合于本ST

3、PV系統(tǒng)的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與加工，在綜合考慮各種負(fù)載的情況下對(duì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了選型與計(jì)算。以STC11F16XE單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)了采用視日運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算跟蹤方式的控制系統(tǒng)硬件電路，并根據(jù)STPV系統(tǒng)運(yùn)行要求編寫了軟件控制代碼。通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的單片機(jī)控制系統(tǒng)電路及控制程序進(jìn)行了仿真調(diào)試。并在此基礎(chǔ)上制作了跟蹤系統(tǒng)控制模塊。最后，對(duì)整個(gè)STPV系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試。從輻射器溫度來(lái)看，在實(shí)驗(yàn)時(shí)間段內(nèi)