基于纳米流体工质的太阳能热电联产系统研究

摘要

太阳能聚光光伏发电技术在聚光后额外产生的能量不仅不能转化为电，还会产生废热导致太阳能电池的工作性能严重恶化。因此本文研究了纳米流体太阳能热电联产系统，该系统可以有效降低电池组件的工作温度，提高发电效率，同时有效利用热量，最终提高太阳总能利用率。在此基础上讨论并对纳米流体工质进行优选制备。通过改进制备工艺得到了分散性、稳定性均较好且具有太阳能分频吸收和强化换热能力的纳米流体材料。并对其各项物性参数如透过率、导热系数以及粘度进行表征得到了既满足太阳辐射分频需求，又满足强化换热要求，有应用于太阳能热电联产潜力的纳米流体材料。
　　然后以优选出的纳米流体作为工质，在考虑它们对太阳辐射的吸收率随波长的变化的基础上，建立PV/T模型，并在不同的聚光倍数情况下对系统的各项性能参数进行了数值模拟研究。最终得到纳米流体的PVT系统的?效率较之水工质系统的?效率得到了显著提高。系统单位面积产能随聚光倍数增大而增大，且纳米流体PV/T系统的单位面积产能始终高于水工质系统。
　　上述研究表明，以纳米流体为工质太阳能热电联产系统在高倍聚光及较低流速下，较之水工质的优势十分明显。考虑到实际运用中的经济流速及流体输送能耗等，工质的较低流速是必然选择，因此纳米流体在PV/T系统中运用的潜在优势十分明显。

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1 绪论

1.1 太阳能热电联产的发展概况

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的及内容

2 纳米流体太阳能热电联产系统设计

2.1 光热利用模块

2.2 光电利用模块

2.3 小结

3 纳米流体的制备及稳定性分析

3.1 纳米流体的制备

3.2 纳米流体稳定性分析

3.3 小结

4 纳米流体光/热物性的实验研究

4.1 纳米流体的光学特性的测量

4.2 纳米流体导热系数的测量

4.3 纳米流体粘度的测量

4.4 小结

5 太阳能热电联产系统效率的模拟计算

5.1 建立太阳能热电联产系统计算模型

5.2 模拟计算结果

5.3 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录