菲涅尔高倍聚光PV/T系统的均光优化与热特性研究

为提高三结砷化镓太阳能电池芯片表面能流分布的均匀性,对菲涅尔高倍聚光PV/T系统采用正交试验法进行多因素均光优化,并根据极差分析结果进一步优化得到光斑均匀性89.11%、光学效率89.29%、接收角1.09°的菲涅尔高倍聚光系统。将计算所得能流密度加载至电池芯片表面,通过有限元分析法模拟了电池芯片的温度分布,并与原系统、菲涅尔单级聚光系统和理想均匀辐照度下电池芯片温度分布进行比较。研究结果表明优化后的能流分布更均匀;电池芯片表面的温差随着能流密度分布均匀性的增加而减小,优化的菲涅尔高倍聚光系统能有效降低电池芯片中心位置能流密度,提高能流和温度分布的均匀性。     

一种高精度CCD测试系统的非均匀性校正方法

针对高精度光电耦合器件(CCD)测试系统中像素的非均匀性给测试结果带来较大误差的问题,根据引起图像像素非均匀性噪声的特性,建立了对应的图像模型.采用自适应阈值分割算法将图像二值化分离出有效使用像素,并提出了一种采用两点线性方法对非均匀性像素进行校正的算法.仿真实验采用高速面阵CCD采集由激光器发射的圆形光斑图像,并通过计算图像光斑的中心坐标进行了验证.结果表明,该算法能够将图像的复杂背景与光斑分离,可校正其像素的非均匀性,稳定光斑的像素灰度值.在相同条件下连续采集图像,图像光斑的中心坐标稳定.     

核空气净化系统过滤小室内气流均匀性的实验研究

在核反应堆中 ,防止放射性尘埃随空气泄漏的核空气净化系统的小室内气流如果不均匀 ,会导致系统效率检测失效 ,造成严重后果。该文介绍了小室内气流流场均匀性的实验研究过程 :实验台的搭建、所研究的工况及测量手段等。针对有 3台过滤器的过滤小室 ,对不同工况和整流器整流角下的流场均匀性进行了分析 ,得出如下结论 :1 )没有整流器时 ,过滤器的整流效果很好 :没有过滤器的小室气流很不均匀 ,仅有一级过滤器的气流均匀性已有明显改观 ,经两级过滤器后的气流则很均匀 ;2 )整流器对流场的整流作用明显 ,而且必然能找到满足气流均匀性的整流角 ;3)整流器对有两级过滤器的气流影响很小。     

建筑用太阳能热管式光伏光热系统优化

根据热管式光伏光热(photovoltaicthermal,PVT)系统的能量流动过程,建立了热管式PVT系统数学模型。为研究主要变化参数对系统性能的影响规律,达到系统效率的最优值,以光伏效率及光热效率为优化指标对系统进行了优化,分析了系统主要变化参数(集热器热管数量和集热器倾角)对系统光伏效率及光热效率的影响规律,确定了热管式PVT系统分别在春分、夏至、秋分、冬至日的最高光热效率和光伏效率及系统对应的最优集热器热管数量和集热器倾角。     

凹凸槽结构对圆柱形微波反应器加热效率及均匀性影响研究

提出在圆柱形微波反应器的腔体侧壁上引入圆形凹槽结构和凸槽结构改善微波反应器中的空间电磁场分布,提高微波加热效率和均匀性;利用HFSS软件仿真计算凹凸槽结构对圆柱形微波反应器加热效率和均匀性的影响,揭示凹凸槽结构参数对圆柱形微波反应器加热效率和场分布均匀性影响的基本规律.研究结果表明,凹凸槽结构参数对圆柱形微波反应器的加热效率和均匀性具有一定影响,凹凸槽结构能显著提高圆柱形微波反应器的加热效率和均匀性.     

红外空心传能光纤聚焦系统的设计与优化

为了进一步提高光纤传输激光的效率,通过改善中红外光纤输出激光时的光斑及发散角的大小设计了双透镜和两种三透镜光学聚焦系统,并得到相应的光斑图形.运用MATLAB软件对实测的光斑进行模拟计算,得到了光斑的强度分布图,通过分析计算不同聚焦系统中的不同位置处光斑的大小,计算井得到了光束发散角.实验结果表明,3种方案中凸凹凸三透镜聚焦系统效果最佳,输出的光斑直径为0.33 mm,光束的发散角为042°,提高了耦合效率,降低了传输能量的损耗.     

成果推广

警用光源痕检仪技术该仪器是由高效宽光谱氙灯及与之匹配的电源、高反射率聚光光斑均匀性好的反光碗、高透射深截止的硬膜干涉滤光片、高传输效率光斑均匀性好的液芯光缆和独特的光学隔离器及高效散热等技术综合而成。它的工作原理是利用超高亮度的单色光谱照射被检客体 ,为微量残留痕迹提供技术保证。该仪器输出光斑均匀 ,光亮度强 ,同时具有紫外、可见、红外波段输出 ,外形美观 ,体积小 ,重量轻 ,操作简便 ,以明显的高性能价格比而优于国外同类产品。其主要技术指标如下 :灯功率 3 5 0Ｗ ;灯寿命 80 0ｈ ,连续工作时间 2ｈ ;主要输出波段…     

圆形阶跃光斑激发的光纤模式的功率特性

给出了轴对称光斑形状因子的一般计算公式和圆形阶跃光斑的形状因子，进而研究了由圆形阶跃光斑在光纤中激发的传导模式的功率－波长特性和辐射模功能率角分布的频率特性。     

用通风系统效率原则选择通风机设备

提出了通风网络效率及通风系统效率,通风系统效率等于通风网络效率与通风机装量效率之乘积.通风网络效率和通风系统效率随选择的通风机直径增加而降低,随运行工况风量与矿井必需风量之富裕偏差的增大而减少;通风机所需轴功率与通风机运行工况效率并非是正比关系.     

太阳能光伏新风系统性能研究

将光伏电池板发电与建筑新风系统结合,提出了一种太阳能光伏新风系统,利用光伏发电的同时利用光热预热新风,建立了太阳能光伏新风系统实验平台,并对其冬季工况进行研究,结果表明:太阳能光伏新风系统的平均发电效率为12.7%,平均集热效率为24%,一次能源利用效率为57.3%;实现了对太阳能的光热、光电综合利用,不仅可以提高光伏电池板的发电效率,而且通过对光伏底板热量的回收利用对冬季室外新风加热;太阳能光伏新风系统能使建筑能耗大幅度降低,真正实现建筑节能,同时也达到了通风换气的目的,改善了室内空气品质,提高了房间舒适度.为建筑节能和光伏建筑一体化系统应用提供一种新方法.     

双抛物面均匀反射聚焦式光伏发电供热装置

为进一步提高光伏发电系统的整机效率,研制了一套基于双抛物面均匀反射聚焦方式的新型光伏发电供热装置.分析了装置的整体构件组成、双抛物面聚光原理及其结构参数关系,并给出两轴伺服跟踪实现原理框图.基于滤红外线和水冷法相结合的光伏电板冷却技术,及两轴伺服结构和混合追日跟踪策略等技术原理进行设计.通过对原理实物样机的现场实测,验...     

双抛物面均匀反射聚焦式光伏发电供热装置

为进一步提高光伏发电系统的整机效率,研制了一套基于双抛物面均匀反射聚焦方式的新型光伏发电供热装置.分析了装置的整体构件组成、双抛物面聚光原理及其结构参数关系,并给出两轴伺服跟踪实现原理框图.基于滤红外线和水冷法相结合的光伏电板冷却技术,及两轴伺服结构和混合追日跟踪策略等技术原理进行设计.通过对原理实物样机的现场实测,验证了装置设计的正确有效性.     

利用热力学模型研究光伏-热电复合系统效率提升机制

 太阳能电池和热电模块组成的复合系统有望获得较高的太阳能到电能的转换效率。本文利用热力学方法分析了由商业化太阳能电池构成的复合系统,并根据一维模型下能流输运特性计算了系统内各模块温度及其对转换效率的影响,发现低温度系数和低效率的太阳能电池可以通过构建复合系统获得更大的性能提升。同时,由于太阳辐照的有限性导致流经热电模块的热流受到限制,因此热电模块效率无法达到理想条件下的最优值。这表明复合系统的优化并非各个模块优化后结果的简单线性叠加,而需要考虑构成复合系统的各个模块间的约束条件进行整体计算和优化,即复合系统效率不仅与材料本征特性(如电导率、热导率等)有关,也和其工作状态,(如入射太阳辐照强度、热电模块构成及几何尺寸、模块之间热学特性等)有关。上述模型与结果对于类似复合系统的设计有着指导作用。     

多曲面槽式聚光太阳电池电热联供系统性能研究

介绍了一种多曲面槽式太阳能聚光器的工作原理,对该装置进行了三维建模,利用光学分析软件对该聚光器安装平板式太阳电池进行光线追迹分析,直观地再现了聚焦光线的分布.基于该多曲面槽式聚光系统,提出一种新型的聚光太阳电池电热联供系统(TCPV/T).该系统能够有效利用太阳辐射能量,提高太阳电池输出电功率、光电转换效率,并将太阳电池产生的热量有效回收,实现聚光发电系统对外输出电能、热能.构建了多曲面槽式聚光多晶硅太阳电池电热联供实验系统.实验结果表明,在约3倍太阳聚光作用下,与非聚光平板电池、安装于同一聚光器内的太阳电池输出电功率相比,聚光电热联供系统输出最大电功率分别提高了96.4%和64.2%,系统综合性能效率达到62.8%.     

恒电位扫描测试叶绿素光伏电池参数的研究

用恒电位扫描对叶绿素光伏电池光伏参数进行测试.稳态下,仅用一条光照扫描曲线可同时获得八个光伏参数。研完了扫描曲线的重复性.证明了四种扫描讯号波形对测试光伏参数的一致性,在不加屏蔽的情况下,研究了光伏参数测试数据的精度和准确度.     

面向光伏消纳的光伏-废弃矿井抽蓄-蓄电池联合发电系统优化调度策略

 为提高光伏消纳能力,构建了一种含废弃矿井抽蓄-蓄电池混合储能的联合发电系统。针对联合发电系统,分别研究了光伏、废弃矿井抽蓄电站及蓄电池的数学模型,引入弃光成本,提出了以联合发电系统总运行成本最低和光伏消纳量最大为目标的优化调度模型,结合功率平衡约束、废弃矿井抽蓄电站运行约束、电池储能运行等约束,利用CPLEX优化工具实现调度模型最优解求取。通过算例,对系统在光伏-废弃矿井抽蓄、光伏-电池储能和光伏-废弃矿井抽蓄-电池储能3种不同调度方式下的光伏消纳效果进行对比,结果表明,本调度策略可以达到系统运行成本最优、降低弃光的效果。     

聚光型混合光伏光热系统热电性能分析

混合光伏光热(PV/T)系统将光伏组件与太阳能集热器组合在一起,能够同时提供电能和热能,具有较高的太阳能综合利用效率.建立了具有平板式蛇形冷却通道的聚光型混合光伏光热系统的三维稳态模型,对其中的光电光热转换以及流体流动和传热过程进行了数值模拟,得到了聚光比、冷却流体质量流率、环境风速,以及是否加装玻璃盖板等对系统性能影响的规律.     

基于ZnO材料的有机-无机杂化太阳电池的光伏性能优化

有机-无机杂化太阳电池是一种由提供电子的有机聚合物和接受电子的无机半导体构成的新型电池,常用的无机半导体材料有纳米氧化锌（ZnO）、二氧化钛（TiO₂）、硫化镉（CdS）等。杂化太阳电池在研究过程中存在一些问题,如电池中电子传输效率差、太阳能利用率低、无机半导体和有机聚合物之间化学不兼容以及由此导致的光电转换效率低等。围绕这些问题,针对以ZnO半导体材料为电子受体的太阳电池,从电子受体材料形貌、电子给体材料种类以及添加不同修饰层等方面论述了电池光伏性能的优化方法,对该电池的未来发展趋势进行了展望。电池性能的优化,为低成本、高效率应用该类杂化太阳电池带来了希望。     

使用一种新型的氢化物发生器和原子吸收光谱仪测定形成共价氢化物的元素

研制出一种新型的氢化物发生器．将该仪器与石英炉原子化器－原子吸收光谱仪联用测定痕量锑、砷、钅必、硒、碲和锡．发生器的特点为：（１）在负压下产生和收集氢化物,（２）将一定量的空气与氢化物混合,（３）使用真空泵将混合的气体吸入到电热真空石英炉内以测量样品的吸收信号．该发生器简单、分析速度快．使用这种仪器能改善灵敏度和检出限．     

储能型光伏系统电池容量优化配置及经济性分析

独立型光储微电网作为光伏应用的有效形式得到了广泛的使用,其中系统的经济性优劣主要依赖储能的类型和配置调控方案。基于此,根据独立光伏系统的建模思想,在给定负荷变化规律的前提下,以最大化利用光伏输出能量为目标,建立光伏能量最大化利用模型,将光伏发电单元和储能单元作为整体进行容量优化配置。通过算例分析,获得目前较为典型的5种储能电池和光伏容量的优化配置结果,在此基础上,为使系统经济性最优,进一步引入年均成本为目标并建立相应模型,得到了5种电池和混合储能电池的经济对比分析结果,最后对5种电池对应的放电时间、循环效率和寿命进行了敏感性分析。结果表明,在同等配置条件且满足项目指标的要求下,能量型铅酸电池和功率型铅酸电池组成的混合电池具有更好的经济性,其次为钠硫电池和铁锂电池,全钒液流电池成本最高。