聚光型太陽(yáng)能溫差發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化石能源日益緊缺，保護(hù)環(huán)境迫在眉睫，世界上的各個(gè)國(guó)家都在積極地開發(fā)新型能源，這其中太陽(yáng)能因其潔凈儲(chǔ)量充足而受到各行各業(yè)的青睞。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)溫室里會(huì)有很多設(shè)備需要用電，這樣會(huì)增加許多能源的消耗。所以我們?cè)O(shè)計(jì)高效的溫差發(fā)電系統(tǒng)來為溫室里的小型用電設(shè)備提供電量。由于溫差發(fā)電技術(shù)研究的不夠深入，目前國(guó)內(nèi)研制出的溫差發(fā)電裝置效率都不是很高。本文設(shè)計(jì)了拋物面聚光型溫差發(fā)電系統(tǒng)（包括熱開關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)）來提高發(fā)

2、電效率，此系統(tǒng)中主要的部分有拋物面聚光器、集熱板、溫差發(fā)電模塊、熱開關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)、冷卻部分。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)聚光太陽(yáng)能溫差發(fā)電系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。聚光器采用拋物鏡面，對(duì)太陽(yáng)光有很好的匯聚作用，拋物面聚光器對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行聚光，可以將大量的太陽(yáng)光聚集到聚光器中心線的上方，在中心線上方安置集熱板和溫差發(fā)電模塊。集熱板與溫差發(fā)電模塊熱端不是緊密接觸的，而是通過熱開關(guān)控制系統(tǒng)對(duì)兩接觸面進(jìn)行接觸與分離的操作，同時(shí)控制系統(tǒng)也會(huì)實(shí)

3、時(shí)監(jiān)測(cè)出溫差裝置的溫度和光照。最后在冷端安裝扁平熱管冷卻系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)裝置的散熱。⑵對(duì)太陽(yáng)能溫差發(fā)電系統(tǒng)中的熱開關(guān)控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，并對(duì)熱開關(guān)控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。此系統(tǒng)中包括對(duì)溫度和光照的監(jiān)測(cè)，并通過ARM芯片對(duì)實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行判斷來控制電機(jī)的智能轉(zhuǎn)動(dòng)。通過步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制發(fā)電系統(tǒng)集熱器上表面與熱電模塊的熱表面進(jìn)行有效地接觸，從而解決了溫差發(fā)電系統(tǒng)輸出功率不穩(wěn)定的問題。⑶通過熱力學(xué)分析軟件ANSYS對(duì)溫差發(fā)電模塊進(jìn)

4、行傳熱分析。首先創(chuàng)立單P-N單元的ANSYS仿真模型，進(jìn)行單P-N單元的熱耦合分析，仿真結(jié)果可以得到單P-N單元的溫度場(chǎng)分布圖和電勢(shì)場(chǎng)分布圖。通過比較單P-N單元的理論分析結(jié)果和仿真分析結(jié)果，證明了ANSYS仿真分析的準(zhǔn)確性。為了驗(yàn)證溫度差對(duì)溫差發(fā)電模塊發(fā)電性能的影響，對(duì)P-N單元進(jìn)行了不同溫差的仿真分析，結(jié)果顯示提高溫度差能有效提升模塊輸出電壓。隨后對(duì)8對(duì)P-N結(jié)串聯(lián)模塊和集熱器表面的溫度分布進(jìn)行仿真分析，揭示熱量在部件中的分布規(guī)律。