局部阴影下光热耦合发电系统的温差性能数值分析

摘要
图/表
参考文献
相关文章 (0)

全文: PDF (3122 KB) HTML (1 KB)
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要针对阴影遮挡光伏电池使其表面温度不均匀,导致光热耦合发电系统中的热电系统在吸热过程中存在温度不平衡、温差器件应力扩张的问题,本文利用有限元分析法分析光伏电池被阴影遮挡的面积分别为0.02m²、0.12m²、0.22m²时,光伏电池背面的120对P-N结温差器件的性能。试验结果表明,温差器件的内阻不受光伏电池被遮挡面积和温度差的影响,开路电压随光伏电池被遮挡面积的增加和温度差的增大而近似线性增大,输出功率随着温度差的增大而增大,且在增大光伏电池被阴影遮挡的面积时,光热转换效率降低。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入我的书架
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章

关键词 ：阴影遮挡, 温度不均匀, 有限元分析法, 温差器件

Abstract：In view of the uneven temperature caused by the shadow blocking the photovoltaic cell, the thermoelectric system in the photothermal coupling system has the problems of temperature imbalance and stress expansion of the thermoelectric device during the heat absorption process. In this paper, the finite element analysis method is used to analyze the performance of the 120-pair P-N junction temperature difference device on the back of the photovoltaic when the area of the shadow-shaded photovoltaic cell is 0.02m², 0.12m² and 0.22m², respectively. The experimental results show that the internal resistance of the thermoelectric device is not affected by the area and temperature difference of the shaded photovoltaic cell, the open circuit voltage increases approximately linearly with the increase of the area of the shaded photovoltaic cell and the increase of the temperature difference, and the output power increases with the temperature difference. When the area of the photovoltaic cell is increased, the light-to-heat conversion efficiency decreases.

Key words： shadow occlusion temperature unevenness finite element analysis method temperature difference device

收稿日期: 2021-10-07

基金资助:2021年度广西科技师范学院科研基金青年项目（GXKS2021QN013）

作者简介: 张维华（1994—）,男,广西省贵港市人,主要研究方向为新能源发电技术。

引用本文:

张维华, 杨逸帆, 赵兵兵, 甄景龙, 康, 迪. 局部阴影下光热耦合发电系统的温差性能数值分析[J]. 电气技术, 2022, 23(4): 48-54. ZHANG Weihua, YANG Yifan, ZHAO Bingbing, ZHEN Jinglong, KANG Di. Numerical analysis of temperature difference performance of photothermal coupled power generation system under partial shadow. Electrical Engineering, 2022, 23(4): 48-54.

链接本文:

http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2022/V23/I4/48

[1] 王军, 张超震, 董彦, 等. 温差发电模型的热电性能数值计算和分析[J]. 太阳能学报, 2019, 40(1): 44-50.
[2] 刘强, 陈燕, 杜谦, 等. 基于碟式聚光器的温差发电性能仿真研究[J]. 电源技术, 2021, 45(7): 928-931.
[3] 王立舒, 冯广焕, 张旭, 等. 聚光太阳能光伏/温差热复合发电系统设计与性能测试[J]. 农业工程学报, 2018, 34(15): 246-254.
[4] 赖林琛, 周强, 杜文娟, 等. 同型光热发电机并联聚合对光热发电场振荡稳定性影响[J]. 电工技术学报, 2022, 37(1): 179-191, 231.
[5] 车泉辉, 娄素华, 吴耀武, 等. 计及条件风险价值的含储热光热电站与风电电力系统经济调度[J]. 电工技术学报, 2019, 34(10): 2047-2055.
[6] 黄种明, 许志龙, 李煌. 光伏光热一体机的双光电跟踪太阳控制器研制[J]. 农业工程学报, 2021, 37(8): 236-241.
[7] 王立舒, 文竞晨, 王锦锋, 等. 基于微热管阵列的太阳能温差发电系统优化[J]. 农业工程学报, 2019, 35(22): 251-256.
[8] 何雅玲, 王坤, 杜保存, 等. 聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展[J].科学通报, 2016, 61(30): 3208-3237.
[9] 王刚, 陈则韶, 胡芃, 等. 均匀聚光条件下聚光倍数与太阳电池输出功率关系研究[J]. 太阳能学报, 2013, 34(4): 659-663.
[10] ADMASU B T, LUO Xiaobing, YAO Jiawei.Effects oftemperature non-uniformity over the heat spreader on theoutputs of thermoelectric power generation system[J]. Energy Conversion and Management, 2013, 76: 533-540.
[11] 吴馥郁, 胡骛渊, 胡申华, 等. 基于实验分析的热电发电改进MPPT算法研究[J]. 电气传动, 2020, 50(10): 79-84.
[12] MONTECUCCO A, SIVITER J, KNOX A R.Con- stantheat characterisation and geometrical optimisation ofthermoelectric generators[J]. Applied Energy, 2015, 149: 248-258.
[13] 王林成, 全贞花, 赵耀华, 等. 微热管阵列光伏光热组件瞬时效率实验研究[J]. 太阳能学报, 2015, 36(3): 539-545.
[14] 沈志华. 塔式光热电站定日镜清洗技术研究[J]. 电气技术, 2021, 22(6): 119-123.
[15] 毛维宙, 陆华军, 单宝奇. 塔式光热电站储热系统容量优化配置[J]. 电气技术, 2018, 19(11): 37-42, 54.
[16] MOLINA M G, JUANICO L E, RINALDE G F, et al.Design of improved controller for thermoelectric generator used indistributed generation[J]. Inter- national Journal of Hydrogen Energy, 2010, 35(11): 5968-5973.
[17] WU Guangxi, YU Xiong.A holistic 3D finite elementsimulation model for thermoelectric power generatorelement[J]. Energy Conversion and Manage- ment, 2014, 86: 99-110.