物理電子學(xué)開題報(bào)告-兩類能量轉(zhuǎn)換混合系統(tǒng)的性能研究

1、兩類能量轉(zhuǎn)換混合系統(tǒng)的性能研究,學(xué) 生：廖天軍導(dǎo) 師：林比宏教授專 業(yè)：物理電子學(xué)學(xué) 號(hào)：1100201023,華僑大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院論文開題,一、論文選題的依據(jù) 二、已經(jīng)開展的部分研究 三、論文的研究特色與創(chuàng)新之處 四、論文的進(jìn)度安排 五、主要參考文獻(xiàn),華僑大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院論文開題,,1.1 選題

2、的來源、意義,一、論文選題的依據(jù),全球出現(xiàn)能源危機(jī) 開發(fā)可再生能源（太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮埽?太陽能 光伏發(fā)電是開發(fā)太陽能的主要方式之一 溫度升高使光伏電池轉(zhuǎn)換效率下降 有必要采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧?光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng),,,,,,,1、1988年 Ellion EM申請了光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的專利； 2

3、、1999年Rockendorf G et al.對光伏-溫差熱電混合系統(tǒng)進(jìn)行了初步的研究； 3、2006年Vorbiev Y et al.對熱光伏混合動(dòng)力系統(tǒng)的太陽能轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了研究；,1.2 國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài),4、 2008年:Muhtaroglya et al.對光伏-溫差熱電作為輔助能源在移動(dòng)計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究；D.kraemer et al.對光伏-溫差熱電混合系統(tǒng)的優(yōu)化方法進(jìn)行了研究；Nolwennle pr

4、erres et al.對光伏-溫差耦合系統(tǒng)在空氣預(yù)熱、預(yù)冷中的應(yīng)用進(jìn)行了研究；,1.2 國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài),Yu H Y et al.設(shè)計(jì)出采用光伏-溫差熱電作為混合能源的無線網(wǎng)絡(luò)傳感器； 5、2009年Zhang X et al.設(shè)計(jì)出光伏-溫差熱電作為混合能源的電動(dòng)汽車； 6、2010年Zhang X et al. 對帶有最大功率跟蹤點(diǎn)的光伏-溫差熱電混合能源在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用進(jìn)行了研究；劉永生等對光伏-溫差發(fā)電驅(qū)動(dòng)

5、新型冰箱進(jìn)行模型設(shè)計(jì)與熱力學(xué)分析。,1.2 國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài),7、2011年：Zhang X et al.設(shè)計(jì)出光伏-溫差熱電混合動(dòng)力汽車；Wang N et al.設(shè)計(jì)出一種新型的光伏-溫差熱電混合發(fā)電裝置；Yang D et al.對光伏-熱電新型混合系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了研究；Iradi et al.對集成太陽能熱電冷卻系統(tǒng)從潮濕空氣開發(fā)淡水進(jìn)行了研究。 8、2012年Xing Ju et al.對光譜分裂聚光光伏-溫

6、差熱電混合系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值分析。,1.2 國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài),1、光伏-溫差熱電混合能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)性能的理論分析； 2、混合能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)性能參數(shù)的優(yōu)化分析，確定系統(tǒng)的最佳運(yùn)行區(qū)間； 3、研究光伏電池的負(fù)載和溫差熱電模塊的負(fù)載的匹配問題； 4、研究光伏電池電流密度和溫差熱電模塊電流密度的關(guān)系。,1.3 光伏-溫差熱電混合系統(tǒng)尚需研究的內(nèi)容,,光伏電池等效電路圖,,伏安特性方程：,,二、已經(jīng)開展的部

7、分研究,光伏電池,2.1 光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng),半導(dǎo)體溫差熱電發(fā)電模塊,,,光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)示意圖,1.光伏電池的輸出功率及效率2.溫差熱電模塊的輸出功率及效率3.光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的功率及效率4.光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的性能分析5.光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的性能優(yōu)化6.光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載匹配,2.1.1 主要研究內(nèi)容,2.1.2 研究方法及技術(shù)路線,以熱力學(xué)、非平衡態(tài)熱力學(xué)、工程熱

8、力學(xué)、量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、半導(dǎo)體理論等為理論基礎(chǔ)，運(yùn)用變分原理方法，最優(yōu)控制論理論及計(jì)算機(jī)模擬等為手段，建立光伏-半導(dǎo)體溫差發(fā)電混合動(dòng)力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和熱離子-半導(dǎo)體溫差混合動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，探索這些耦合循環(huán)中的主要不可逆損失，揭示可能出現(xiàn)在這些混合循環(huán)中的新現(xiàn)象、新規(guī)律，尋求新性能界限，建立混合動(dòng)力系統(tǒng)性能的新優(yōu)化理論，為可再生能源的合理使用和混合循環(huán)的性能改善及優(yōu)化設(shè)計(jì)等提供新方案。,,光伏-溫差熱電混合功率系統(tǒng)模型,,光伏-溫差熱

9、電混合發(fā)電系統(tǒng)和光伏電池的輸出功率隨光伏電池電流密度變化曲線,溫差熱電模塊無量綱電流隨光伏電池電流密度的變化規(guī)律,2.2 熱離子-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng),熱離子發(fā)電器示意圖,,熱離子-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)示意圖,,熱離子-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率,,,熱離子-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的效率,,三、論文的研究特色與創(chuàng)新之處,(1)導(dǎo)出光伏電池電流密度與溫差熱電模塊無量綱電流的關(guān)聯(lián)方程、混合發(fā)電系統(tǒng)的功率和效率表達(dá)式。 (2)揭示

10、了混合系統(tǒng)的性能特性。(3)優(yōu)化了系統(tǒng)主要的性能參數(shù)、確定了混合系統(tǒng)的最優(yōu)工作區(qū)間。(4)給出了光伏電池與溫差熱電模塊的負(fù)載匹配。以上所獲得的結(jié)論可為實(shí)際光伏-溫差熱電混合系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供理論指導(dǎo)。,四、論文的進(jìn)度安排,2013年1月-3月：查閱文獻(xiàn)，收集、整理資料2013年3月-6月：在所整理資料基礎(chǔ)上對光伏發(fā)電理論進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究2013年7月-9月：在所整理資料基礎(chǔ)上對半導(dǎo)體溫差熱電技術(shù)進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究201

11、3年10月-11月：在前面研究的基礎(chǔ)上建立光伏-溫差熱電混合發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對光伏電池、溫差熱電模塊和混合發(fā)電系統(tǒng)的功率和效率的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行理論推導(dǎo)2013年12月-1月：撰寫論文，利用matlab等工具進(jìn)行理論模擬，分析系統(tǒng)的性能特性2014年2月-3月：修改論文2014年4月-6月：論文答辯,五、主要參考文獻(xiàn),[1] 于紅云,李艷秋,尚永紅,等.光伏-溫差混合能源的優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J],太陽能學(xué)報(bào), 2009, 30

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