CPC型聚光光伏-溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、化石能源日趨緊缺、環(huán)保壓力不斷加大，各國(guó)都在大力研究可再生能源，太陽(yáng)能利用技術(shù)作為新興的可再生能源利用產(chǎn)業(yè)備受青睞。太陽(yáng)能在發(fā)電過(guò)程中無(wú)需運(yùn)輸，沒(méi)有污染。太陽(yáng)能的有效利用促使人類社會(huì)邁入減少污染、減少能源浪費(fèi)的時(shí)代。農(nóng)業(yè)科技迅速發(fā)展，溫室內(nèi)各種設(shè)備均需供電，會(huì)產(chǎn)生能耗。所以設(shè)計(jì)效率較高的溫室供電系統(tǒng)具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
　　為解決溫室內(nèi)常規(guī)的能源供電能耗大和傳統(tǒng)太陽(yáng)能供電模式下利用效率低的問(wèn)題，本文先結(jié)合溫室特點(diǎn)設(shè)計(jì)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(gè)部分。聚光采用CPC型聚光器，將光伏電池、溫差電池?zé)岫撕捅馄綗峁苷舭l(fā)段緊密結(jié)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(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電，其余部分轉(zhuǎn)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?zé)岫?。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)溫差電池的冷端與扁平熱管緊密結(jié)合，這樣聯(lián)合發(fā)電中產(chǎn)生的廢熱通過(guò)扁平熱管傳遞到熱管冷凝段上，通過(guò)冷卻液體對(duì)流，實(shí)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(chǎn)生溫度差值，從而發(fā)電。與此同時(shí)，為進(jìn)一步提高發(fā)電性能，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤，本文還對(duì)聯(lián)合發(fā)電控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和控制方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，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(yàn)平臺(tái)，采用實(shí)驗(yàn)研究方法對(duì)CPC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)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(dú)發(fā)電的效率，實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)利用。在CPC型聚光光伏/溫

4、差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)瞬時(shí)性能的試驗(yàn)期間聯(lián)合效率最大可達(dá)到20.06％，瞬時(shí)發(fā)電功率最大值為125.98W。在全天性能測(cè)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(nèi)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(xué)模型，對(duì)CPC型聚光光伏/溫差聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換進(jìn)行分