蝶式光伏發(fā)電聚光器研制.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)化石燃料儲量逐漸枯竭,環(huán)境污染問題日趨受到重視,以及常規(guī)電網(wǎng)的局限性,人們對自然界廣泛存在、取之不盡、用之不竭的可再生能源展開了廣泛深入的研究。以太陽能為代表的可再生能源的開發(fā)利用是保護(hù)人類生態(tài)環(huán)境,減少大氣污染的有效措施,也是世界新能源開發(fā)利用的一個大趨勢。
　　 太陽能被公認(rèn)為是最具發(fā)展前途的一種可再生能源。它是傳統(tǒng)化石能源最為重要的替代能源之一,是人類過去、今天和將來的生命之源、希望之源。人類將更加自覺、主動

2、和高效地利用它。太陽能的直接利用主要有三種方式:光電轉(zhuǎn)換,光化學(xué)轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換。光電轉(zhuǎn)換,即光伏技術(shù)是其中非常有發(fā)展前途的一種技術(shù)。由于光伏電池的成本較高,如何提高其轉(zhuǎn)換效率和利用率,以縮短成本的回收周期,獲得高性價比一直是太陽能光伏技術(shù)應(yīng)用研究的一個重要課題。
　　 本文論述了一種自動跟蹤太陽的蝶式光伏發(fā)電聚光器。設(shè)計一種全反射聚光器,該聚光器采用多塊平面反射鏡并通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計,使得太陽光經(jīng)平面鏡反射后均勻地照射到對應(yīng)一側(cè)

3、的太陽能電池板陣列上,實現(xiàn)數(shù)倍聚光功能,從而提高單位面積太陽能電池的發(fā)電效率。該聚光器的外形象陽光下翩翩起舞的蝴蝶,聚光倍數(shù)可達(dá)到2～12倍,平面鏡的利用率高達(dá)85％以上,特別適合于各種規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)。
　　 本文第一章介紹全球能源危機(jī)、環(huán)境污染、生態(tài)惡化已威脅到社會發(fā)展和人類生存,開發(fā)新能源解決人類現(xiàn)在和未來對能源需求迫在眉睫,世界各國紛紛開展可再生能源研究:分析太陽能光伏發(fā)電的優(yōu)點和不足之處,提出本文所要研究的問題。

4、>　　 本文第二章介紹太陽能電池的工作原理和特性,分析太陽能電池組件的結(jié)構(gòu)；根據(jù)太陽能電池板的V-I、V-P特性,即在一定的光照強(qiáng)度下,電池板的發(fā)電量近似與垂直入射光照強(qiáng)度成正比,提出通過跟蹤、聚光提高光伏發(fā)電的性價比。
　　 本文第三章通過對蝶式聚光器的光學(xué)分析,建立數(shù)學(xué)模型,對聚光參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,在保證聚光器的機(jī)械強(qiáng)度時,得到了最佳聚光比；通過對太陽運行規(guī)律的研究,設(shè)計聚光器一維跟蹤和二維跟蹤方案,達(dá)到高精度自動跟蹤太陽

5、運轉(zhuǎn)；通過風(fēng)力計算,設(shè)計聚光器的防風(fēng)方案,提高聚光器的穩(wěn)定性；聚光引起電池板溫度升高,電池板溫度太高會降低電池板的光電轉(zhuǎn)換效率和壽命,根據(jù)不同的聚光倍數(shù),研制各種散熱方案,并對水冷方案進(jìn)行理論研究。
　　 本文第四章介紹本人在聚光光伏發(fā)電研究時,與張耀明院士太陽能工作組成員共同研制的各種聚光器。
　　 本文第五章介紹自動跟蹤太陽的特點,并著重介紹一種驅(qū)動力矩大,跟蹤精度高,可帶動聚光架翻轉(zhuǎn)180°的二級絲桿。