聚光型太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著科技的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，化石能源日益緊缺，保護環(huán)境迫在眉睫，世界上的各個國家都在積極地開發(fā)新型能源，這其中太陽能因其潔凈儲量充足而受到各行各業(yè)的青睞。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，農(nóng)業(yè)溫室里會有很多設(shè)備需要用電，這樣會增加許多能源的消耗。所以我們設(shè)計高效的溫差發(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)計了拋物面聚光型溫差發(fā)電系統(tǒng)（包括熱開關(guān)自動控制系統(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)自動控制系統(tǒng)、冷卻部分。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對聚光太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。聚光器采用拋物鏡面，對太陽光有很好的匯聚作用，拋物面聚光器對太陽光進行聚光，可以將大量的太陽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)對兩接觸面進行接觸與分離的操作，同時控制系統(tǒng)也會實

3、時監(jiān)測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)來實現(xiàn)裝置的散熱。⑵對太陽能溫差發(fā)電系統(tǒng)中的熱開關(guān)控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)進行了介紹，并對熱開關(guān)控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設(shè)計。此系統(tǒng)中包括對溫度和光照的監(jiān)測，并通過ARM芯片對實時溫度進行判斷來控制電機的智能轉(zhuǎn)動。通過步進電機的轉(zhuǎn)動來控制發(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對溫差發(fā)電模塊進

4、行傳熱分析。首先創(chuàng)立單P-N單元的ANSYS仿真模型，進行單P-N單元的熱耦合分析，仿真結(jié)果可以得到單P-N單元的溫度場分布圖和電勢場分布圖。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仿真分析的準確性。為了驗證溫度差對溫差發(fā)電模塊發(fā)電性能的影響，對P-N單元進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8對P-N結(jié)串聯(lián)模塊和集熱器表面的溫度分布進行仿真分析，揭示熱量在部件中的分布規(guī)律。