温差对热电器件输出特性的影响

热电器件可以直接将低温废热转化为电能,加之其体积小、重量轻、无振动、无噪音、对环境不造成任何危害,因而具有良好的发展前景。为了探究温差对热电器件开路电压,短路电流,最大功率的影响,本实验对型号为TEC1-12705的热电器件进行了测试。实验数据表明在0到66℃的温差范围内,热电器件开路电压随温差呈线性增长,短路电流和最大输出功率随温差呈指数增长。     

非对称热阻对温差发电器性能的影响

为了优化温差发电器的热阻,并提升其性能,研究了温差发电器两端热阻不同时的输出性能变化.利用不同导热系数和厚度的外陶瓷基板,模拟了温差发电器两端热阻,分析了两端热阻相同与不同两种情况下,温差、开路电压、输出功率随热源温度和负载电阻的变化规律.研究结果表明：温差发电器两端热阻相同时,其温差和开路电压随热源温度的增加而增加;两端热阻不同时,其开路电压和最大输出功率随热源温度的增加而增加;随着负载电阻的增加,有效温差也逐渐增加,功率则呈先增加、后减少的趋势;以两端热阻相同时温差发电器的性能数据为基准值,热端采用较小热阻的陶瓷基板更有利于提升温差发电器性能,且在最大输出功率附近性能提升效果更为明显,开路电压、最大输出功率和有效温差最大值分别增加了0.64 V、0.87 W和24.5℃.     

太阳能光伏电池输出特性的理论分析

基于Shockley二极管理论的I-V特性曲线方程,对太阳能光伏电池的输出特性及各参数的影响因素进行了理论分析.结果表明:增加太阳辐射,降低电池温度、串联电阻和二极管反向饱和电流值均可提高光伏电池的输出性能,增大开路电压和短路电流有助于提高其输出功率和效率,且开路电压与输出效率、短路电流与最大输出功率之间分别存在关联性;受气候条件的影响,冷季节效率高,热季节输出功率大,且最大输出功率和效率的大小各自取决于太阳辐射和室外气温.     

硅太阳电池解析模型分析与参数修正

通过对硅太阳电池的数学模型的分析,文章给出了一种利用硅太阳电池的开路电压、短路电流以及最大输出功率点处的电压、电流确定模型参数的方法,并提出不同光强下硅太阳电池的模型参数修正方法;对硅太阳电池进行了仿真及实验测量;数据分析结果表明,该方法确定的模型在低倍光强下能够反映硅太阳电池的特性.     

硅基微型同位素电池的电输出理论模型及仿真

通过辐射伏特效应,研究硅基P-N结微型同位素电池的电输出理论模型.根据该模型,用Matlab编写程序模拟尺寸为1 mm×1 mm的硅基微型同位素电池在3.7×107Bq63Ni放射源照射下的电输出,并用该模型仿真硅基微电池的短路电流Isc、开路电压Voc和最大输出功率Pmax与掺杂浓度的关系.仿真结果表明,开路电压随着掺杂浓度的增加而增大,而短路电流则随着掺杂浓度的增大而减小.同时,获得了电池具有最大输出功率密度时的最优化掺杂浓度参数,最大输出功率的P区、N区最优化掺杂浓度值各为1×1020cm-3和1×1015cm-3.     

太阳电池填充因子随日照强度变化的理论分析与计算

根据太阳电池直流模型和最大功率点数学条件,推出短路电流、开路电压、最大功率点电流和电压 以及填充因子随日照强度变化的数学关系式;并选取２个电池分别计算出在不同日照强度下上述电池参数随日 照强度的变化率。验证了短路电流和最大功率点电流是近似跟日照强度成正比,开路电压和最大功率点电压是 近似跟日照强度的自然对数成正比。并提出了填充因子随日照强度的变化关系不具有简单的函数形式,而对不 同的太阳电池其变化关系也迥异。最后用Multisim的模拟结果检验了理论分析计算的正确性。     

太阳能电池板串并联特性的实验研究

为了更好地利用太阳能,把相同型号光照强度接近的不同个数的太阳能电池板串联、并联、混联,用实验方法研究其特性.结果表明,不论是太阳能电池板串联、并联,还是混联接法,最大输出功率比单个太阳能电池板最大输出功率大,填充因子明显增大;随着串联电池板个数的增加,与单个电池板相比较,短路电流基本不变,电源的恒流效果更好,最佳负载电阻增大,电源的开路电压增大,对于较大的负载,输出功率增大,但是对于较小的负载,输出功率基本不变;随着并联电池板个数的增加,与单个电池板相比较,电源的短路电流增大,开路电压基本不变,最佳负载电阻减小,负载较大时,输出功率基本不变,但是对于较小负载的输出功率增大;电池板混联连接时,与单个电池板相比较,开路电压和短路电流都增大,对负载的输出功率增大.     

日照强度和内部电阻对太阳能电池光伏性能的影响

在分析太阳能电池等效直流电路的基础上,利用电流-电压特性的函数关系式,建立了太阳能电池的仿真模型,研究了日照强度和内部电阻对电池伏安特性和光伏性能（如短路电流、开路电压、填充因子、输出功率和光电转换效率）的影响.研究结果表明：日照强度和内部串联电阻不仅明显影响了太阳能电池的伏安特性、短路电流和开路电压,而且也明显影响了太阳能电池的输出功率、填充因子和光电转换效率,同时太阳能电池的输出特性具有明显的非线性特征,并且存在一个最大的输出功率点和一个最佳的负载电阻值.     

V型槽聚光下PV系统的性能研究

设计制作了V型槽聚光PV系统,基于此系统对多晶硅电池阵列和空间太阳电池阵列进行实验研究。结果表明,V型槽聚光下多晶硅电池阵列的最大输出功率为6.198W,是非聚光下的1.21倍。空间太阳电池阵列的最大输出功率由未聚光时的7.834W增至聚光后的14.223W,提高了近一倍。采用通水冷却方法,研究了V型槽聚光下电池工作温度对电池阵列开路电压、短路电流、输出功率和填充因子的影响。聚光水冷后多晶硅电池阵列最大输出功率增加到8.28W,比普通光照下提高了62.67%.     

一种改进的硅太阳能电池非线性工程数学模型

针对现有硅太阳能电池工程数学模型精度不高的缺点,基于硅太阳能电池的理论数学模型,提出一种改进的硅太阳能电池非线性工程简化数学模型.忽略一些次要因素的影响,仅仅利用硅太阳能电池生产厂商提供的、标准测试条件下的4个电气参数,即短路电流Isc-ref、开路电压Uoc-ref、最大功率点电流Im-ref和最大功率点电压Um-ref.更重要的是,该模型首次考虑在任意光强和温度下的串联电阻参数的影响,以提高精度.进行了太阳能电池输出电气特性试验,并与基于简化模型的仿真对比.结果表明,该模型的误差一般都在6%以内,满足工程应用的精度要求.     

接触压力对温差发电系统性能的影响

基于自行搭建的温差发电系统性能测试平台,以温度、开路电压、内阻、最大输出功率作为性能参数,研究接触压力对温差发电系统性能的影响规律.研究结果表明:在温差发电系统冷、热端温度均相同的情况下,接触压力增大,则系统开路电压和最大输出功率增大,但增大的幅度随压力的增大而逐渐减小;在温度一定的情况下,接触压力的大小对温差发电片内部的接触电阻影响不大;接触压力对温差发电系统冷、热端温度的瞬态响应特性影响不大,但对系统开路电压的瞬态响应特性影响很大,接触压力增大,则开路电压的瞬态响应速率加快.研究结果证明接触压力对温差发电系统的性能具有显著的影响.     

双V型槽式低倍聚光光伏系统实验研究

为了减少单位产能所需的电池面积和降低光伏系统发电成本,采用低倍聚光器将太阳光汇聚在光伏电池上,对太阳电池进行低倍聚光.设计双V型槽式低倍聚光光伏系统,利用太阳跟踪系统和数据采集系统研究了在不同聚光条件下,常规单晶硅太阳电池组件的短路电流、开路电压、最大功率等电池特性参数,利用在电池组件下加装散热器来解决聚光后组件温度升高的问题.实验结果表明,采用双V型低倍聚光后,电池功率提高了27%,短路电流提高了25%,开路电压和填充因子变化不大,电池表面温度升高到44.8℃.利用双V型槽式低倍聚光光伏系统,增大了电池组件发电功率,为使用简单可靠的聚光器降低光伏系统发电成本提供了有效方法.     

基于小型风力发电机组的最大功率跟踪方法研究

本文以一种带有自动控制叶片式结构的风力发电机为研究对象,根据采样时间不同输出电压偏差不等的特征,提出最大功率跟踪控制方法,即MPPT控制方法。风力发电机输出电压有两种特征模式:一、输出电压几乎不变;二、输出电压增长很快。首先辨别模式,进入模式二后应用MPPT控制方法可以很快地捕获到最大功率点相对应的电压和电流,从而实现最大功率点的跟踪,然后通过实验和模拟证实MPPT控制方法的正确性。     

三相四桥臂变流器并网/孤岛双模式控制策略

针对微网不平衡负载引起的电压不平衡问题,基于三相四桥臂变流器拓扑,采用了一种αβ0静止坐标下的双模式控制策略.并网和孤岛均采用单电流环控制,实现快速响应性能,且仅需指令电流变化即能实现平滑切换.通过电流指令环节合理设计,可实现传统带虚拟阻抗控制的电压电流双环控制性能,简化了控制结构.通过仿真及样机实验对控制策略进行了验证.结果表明:该双模式控制策略在并网模式下可以准确跟踪功率指令;在孤岛模式下可有效抑制不平衡负载的扰动,实现输出电压平衡;在模式切换过程中,该控制方法能够减小负载电压变化与输出电流的冲击,实现负载的不间断供电.     

基于小型风力发电机组的最大功率跟踪方法研究

本文以一种带有自动控制叶片式结构的风力发电机为研究对象，根据采样时间不同输出电压偏差不等的特征，提出最大功率跟踪控制方法，即MPPT控制方法。风力发电机输出电压有两种特征模式：一、输出电压几乎不变；二、输出电压增长很快。首先辨别模式，进入模式二后应用MPPT控制方法可以很快地捕获到最大功率点相对应的电压和电流，从而实现最大功率点的跟踪，然后通过实验和模拟证实MPPT控制方法的正确性。     

矿用光伏系统的最大功率点跟踪直接计算方法

为解决最大功率点跟踪算法扰动过程中的误判、功率损失，以及系统的振荡等问题，提出矿用光伏系统中最大功率点电压值的直接计算方法。以伏安特性公式作为计算的理论依据，通过电池板在标准状态下的参数推算伏安特性曲线的变化参数，得出当前短路电流、开路电压和温度。结合数值算法，计算当前最大功率点的电压。采用遗传算法求解过程参数，并结合实例验证理论的可靠性。     

半导体温差发电性能的实验研究

实验测试了单片半导体温差片、双片串联和双片并联温差组件的输出电性能.结果表明:随着热端和冷端的温差增大,三种情况下半导体温差片的输出电流、输出电压和输出功率均增加.两片半导体温差片串联时组件输出电压高于单片输出和两片并联时的输出电压;两片半导体温差片并联时组件输出电流高于单片输出和两片串联时的输出电流;两片半导体温差片串联时组件输出功率高于单片输出和两片并联时的输出功率,约是单片输出的2倍.采用焦距为13.1cm的菲涅尔透镜聚光,当温差片位于离菲涅尔聚光镜面约12cm时,输出电流和输出功率达到最大值.     

冷源结构对汽车尾气热电转换装置性能的影响

为了最大化建立汽车尾气热电转换装置的温差,在相同热源条件下通过测试整体式、单列式和独立式3种冷源结构下不同发动机负荷时的开路电压和最大输出功率,分析了3种冷源结构对系统输出性能的影响.结果表明：优化冷源结构可以明显提高汽车尾气热电转换装置的性能;独立式冷源结构的效果最好,单列式其次,整体式最差;单个热电器件的冷面采用独立式的小型化冷源结构可以保证它们之间有更好的接触和更大的温差.     

Sepic变换器的开关管故障诊断

针对Sepic变换器故障状态的特点,首先分析负载电压和开关管电流在不同工作状态下所表现的特征,然后构造一种基于开关管电流和负载电压之间逻辑关系的开关管故障诊断方法,最后进行了开关管短路和开路以及续流二极管开路和短路的仿真实验。仿真结果表明,该故障诊断方法可行,并具有较高诊断准确率。     

不同连接方式热电能量采集器的发电性能

为了研究基于塞贝克效应的热电能量采集器的温差发电性能,实现微电子器件的自供电,本文通过实验模拟工业场合热壁的方法研究了某一型号热电模块串联、并联和单模块的输出电压等特性。实验结果表明：三种连接方式下热电模块的开路电压均随冷热端温差增大而增大,开路电压与模块冷热端温差成正比关系。三种连接方式下单个模块、双模块并联、双模块串联分别在负载为8 Ω、4 Ω、17 Ω左右时,负载上可获得最大功率。可见针对不同负载选择适宜的热电模块组合方式可以使得能量采集器具有更高的能量利用率。