菲涅爾聚光PV-T系統(tǒng)聚光性能與電池?zé)崽匦匝芯?pdf

1、（學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)生類別：全日制學(xué)術(shù)型碩士研究生學(xué)科名稱：熱能工程學(xué)科名稱：熱能工程論文題目：菲涅爾聚光論文題目：菲涅爾聚光PVT系統(tǒng)聚光性能與電池?zé)崽匦匝芯肯到y(tǒng)聚光性能與電池?zé)崽匦匝芯坑⑽念}目：CondenserperformanceandthermalcharacteristicsofbatteryresearchofFresnelconcentratorPVTsystem英文題目：Condenserperform

2、anceandthermalcharacteristicsofbatteryresearchofFresnelconcentratorPVTsystem學(xué)生姓名：仲偉浩學(xué)生姓名：仲偉浩導(dǎo)師姓名：閆素英導(dǎo)師姓名：閆素英教授教授二○一五年六月二○一五年六月碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文分類號(hào):學(xué)校代碼:10128分類號(hào):學(xué)校代碼:10128UDC:學(xué)號(hào):20121100150學(xué)號(hào):20121100150內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要高倍聚光太陽(yáng)

3、能光伏光熱系統(tǒng)將太陽(yáng)能電池作為集熱器，可以同時(shí)獲得電能和熱能，并且可以大幅降低太陽(yáng)電池組件的溫度，解決因溫度過(guò)高而導(dǎo)致的光電轉(zhuǎn)換效率下降的問(wèn)題。然而，傳統(tǒng)菲涅爾透鏡聚焦光斑的均勻度較差，會(huì)導(dǎo)致電池轉(zhuǎn)換效率降低，并且接受角較小，對(duì)跟蹤系統(tǒng)精度要求較高；同時(shí)，由于較高的溫度變化而產(chǎn)生的熱應(yīng)力電池，對(duì)電池的壽命和可靠性造成影響。為此，本文對(duì)菲涅爾透鏡均光系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，改善光斑分布均勻度，同時(shí)模擬分析高倍聚光條件下太陽(yáng)能電池的溫度和熱應(yīng)力分布，

4、為高倍聚光太陽(yáng)能光伏光熱系統(tǒng)的改進(jìn)提供依據(jù)。本文根據(jù)幾何光學(xué)原理和光線追跡理論設(shè)計(jì)了三級(jí)聚光結(jié)構(gòu)，并對(duì)比分析了三級(jí)聚光結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)單一菲涅爾透鏡聚光的性能差別。同時(shí)，建立光電光熱系統(tǒng)模型，將聚光分析結(jié)果作為邊界條件，模擬計(jì)算了高倍聚光太陽(yáng)能電池在不同條件下的溫度場(chǎng)分布，比較了不同條件下電池的溫度變化以及熱應(yīng)力變化。主要結(jié)論有：三級(jí)聚光結(jié)構(gòu)能夠改變光斑形狀，使光斑與電池形狀相同減少浪費(fèi)，并使得光斑均勻度由單一菲涅爾透鏡下的36.0%提高到8

5、0.3%，同時(shí)可以增大接受角，并且在使用玻璃硅橡膠為透鏡材料可以盡量減小能量損失；砷化鎵電池的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布為中心位置溫度高，邊緣位置溫度低，非均勻熱流密度條件下，溫度場(chǎng)分布與均勻分布時(shí)相似；在實(shí)際應(yīng)用中，隨著太陽(yáng)直射輻照度不斷變化，要使出口流體溫度保持在一定范圍內(nèi)，需要調(diào)節(jié)入口速度，同時(shí)存在最佳入口速度；在均勻輻照度條件下，垂直方向MgF2層熱應(yīng)力最大，水平方向四層結(jié)構(gòu)都是中心處熱應(yīng)力較大，邊緣處熱應(yīng)力迅速降低，在不同輻照度條件下，熱