太阳能集热系统中储热油罐容量的极值搜寻研究

【摘要】：该文对太阳能集热系统中储热油罐容量的极值搜寻（ES）进行研究。通过建立储热系统的动态数学模型，设计储热油罐容量的ES问题，运用数值优化方法求解ES问题。 结合太阳能物理基础，建立标准太阳能辐射强度数学模型。针对太阳能光热利用，提出一种太阳能集热系统的实验平台设计。首先对原理框架进行设计，将系统划分为五个模块。其次，针对系统五个模块进行详细的参数设计，包括过程参数的检测电路和储热油罐容量的设计。储热模块中的储热油罐容量优化一定程度上等同于滤波器设计。通过设计储热油罐容量的ES数学模型，反复迭代容量参数进行系统热平衡模拟仿真，证实容量参数存在极值点结论。对容量参数优化过程进一步转化为凸曲线优化，运用数值优化方法，以基于黄金分割法的和基于连续抛物线插值法的凸优化算法对容量极值点进行求解。 以40m2的槽式太阳能集热系统作案例分析，对储热模块输出温度值大于100℃的热能维持时间最长的储热油罐容量极值搜寻。通过基于黄金分割法的ES求解法和基于连续抛物线插值的ES求解法对储热油罐容量的ES问题进行求解，结合MATLAB中的fminbnd极值求解，搜寻储热油罐容量的最优解。从快速性、稳定性以及可靠性三个角度对两种极值优化算法进行比较。通过对储热油罐容量的极值搜寻问题的研究，证实了极值搜寻可以提高太阳能系统中热能利用率，具有一定的经济价值。 【关键词】：太阳能 太阳能集热系统 储热油罐容量 极值搜寻（ES） 黄金分割法 连续抛物线插值法
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK513.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状和进展10-14
• 1.2.1 太阳能跟踪10-12
• 1.2.2 太阳能集热系统12-13
• 1.2.3 太阳能储热系统13-14
• 1.3 本课题研究的内容14-16
• 第2章 太阳能物理基础16-25
• 2.1 太阳简述16
• 2.2 日地天文关系16-18
• 2.2.1 日地距离16-17
• 2.2.2 太阳公转与赤纬角17
• 2.2.3 太阳自转与时角17-18
• 2.2.4 太阳高度角18
• 2.2.5 太阳方位角18
• 2.3 标准晴天直接太阳辐射量的计算模型18-20
• 2.3.1 太阳常数18-19
• 2.3.2 大气质量19
• 2.3.3 大气透明度19
• 2.3.4 标准晴天太阳辐射强度19-20
• 2.4 太阳能热利用20-24
• 2.4.1 太阳能光伏利用23-24
• 2.4.2 太阳能光热利用24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 太阳能热利用系统的设计25-34
• 3.1 太阳能热利用系统总体设计25-26
• 3.2 系统模块设计过程26-31
• 3.2.1 聚光集热模块的设计26-29
• 3.2.2 换热与负载模块的设计29-30
• 3.2.3 供电通讯控制模块的设计30-31
• 3.3 太阳能热利用系统实验平台设计31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 储热油罐容量的极值搜寻34-42
• 4.1 极值搜寻问题的陈述34-37
• 4.1.1 储热系统的动态数学模型34-36
• 4.1.2 极值搜寻问题的提出36-37
• 4.2 储热油罐容量极值搜寻的数值求解方法37-41
• 4.2.1 基于黄金分割的 ES37-39
• 4.2.2 基于连续抛物线插值的 ES39-41
• 4.3 本章总结41-42
• 第5章 基于储热油罐容量的 ES 数值优化结果42-53
• 5.1 储热系统数值分析42-47
• 5.1.1 太阳辐射为常值储热油罐温度曲线分析42-44
• 5.1.2 标准晴天太阳能跟踪辐射强度曲线分析44-45
• 5.1.3 标准晴天太阳辐射下导热油罐的温度变化曲线45-47
• 5.2 ES 数值优化结果47-50
• 5.2.1 储热油罐 ES 模型曲线47-48
• 5.2.2 基于黄金分割法的 ES 优化结果48-49
• 5.2.3 基于连续抛物线插值法的 ES 优化结果49-50
• 5.3 数值优化结果对比分析50-51
• 5.4 本章小结51-53
• 第6章 总结与展望53-55
• 6.1 论文总结53-54
• 6.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-60
• 附录60

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

抛物槽式太阳能集热器集热实验及模拟研究    王亚龙;刘启斌;隋军;赵芫桦;宿建峰;李和平;金红光;

槽式太阳能集热实验装置设计    鲁红光;

太阳能集能器自动跟踪装置    刘振起

我国太阳日总辐射计算方法的研究    曹雯;申双和;

组合跟踪的槽式聚焦集热器太阳辐照量的研究    周希正;李明;魏生贤;王六玲;

基于MATLAB的太阳辐射资源计算    杨婧;刘志璋;孟斌;李娜;

新型太阳能集热器及其在海水淡化中的应用    李雪琴;

我国的大气透明度及其计算    王炳忠,潘根娣

低温多效太阳能海水淡化装置最优集热系统的匹配研究    陈子乾;郑宏飞;马朝臣;李正良;何开岩;

太阳能槽式集热系统动态传热特性    梁征;由长福;

反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究    江守利

福州地区太阳辐射特征及日总辐射计算模型    任赛赛;陈渭民;文明章;

太阳能利用跟踪技术的研究进展    许启明;冯俊伟;宫明;

新型太阳光自动跟踪装置的设计    张仁醒;

基于NOAA卫星的陕西省太阳总辐射反演研究    刘海军;吴林荣;孙娴;

基于槽式集热器中抛物线的量化分析模型    余雷;王军;张耀明;

基于ARH的太阳能发电控制系统的设计与实现    刘春;马维华;

关于斜单轴太阳能跟踪器的轴承简易密封问题    黄勇;

一种新型的太阳能自动跟踪装置    李敏;刘京诚;刘俊;任松林;王福权;

基于一维机械跟踪定位系统的太阳自动跟踪器的设计与实现    刘冉冉;郑恩兴;

槽式DSG太阳能集热系统模拟分析    韦彪;朱天宇;刘德有;

河南省夏玉米生长季农业气候资源变化分析    李树岩;马志红;

武汉城市圈太阳能资源特点及其开发利用建议    刘可群;许杨;刘敏;

基于NOAA卫星的陕西省太阳总辐射反演研究    刘海军;吴林荣;孙娴;

基于GIS的乌鲁木齐市太阳能资源时空变化分析    王晓梅;张山清;王胜兰;阿帕尔;

上海地区大气透明度变化特征分析    韩晶晶;

河南省夏玉米生长季农业气候资源变化分析    李树岩;马志红;

Application Design of A Sun-Tracking System    Haizai Peng;Tingting Du;Wei Gu;

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

中国地面太阳辐射长期变化特征及短期预报方法研究    马金玉

槽式太阳能直接蒸汽热发电系统性能分析与实验研究    杨宾

使用多层光学介质薄膜滤光的聚光太阳能发电技术的理论与实验研究    寿春晖

以纳米流体为工质的自然循环太阳能集热系统研究    倪煜

太阳能利用中的热物理基础理论及实验研究    王刚

蒸汽管道保温材料与保温结构优化研究    刘承婷

动车组制动控制系统故障诊断方法研究    丁国君

碟式斯特林热发电熔融盐储热装置及储热腔腐蚀行为研究    王军伟

线性菲涅耳太阳能聚光系统的理论分析与实验研究    杜春旭

固井水泥车固井作业动力传动系统优化    仵晓强

真空管集热的太阳能海水淡化系统性能研究    陈文博

森林火灾实时监测系统的光伏供电系统研究    孙振佳

空调负荷计算方法及软件比对分析研究    孙德宇

太阳能光伏电站自动跟踪系统的研究    李枝玖

基于太阳能的嵌入式路灯控制系统的研究与应用    刘春

一种侧拉式太阳能跟踪器的研究与设计    冯俊伟

双轴独立自动太阳跟踪控制系统的设计    王虎成

太阳能承压式空腔热能吸收器数值模拟研究    李清

重庆日光温室反光幕曲面计算与模拟研究    周礼

一种新型多效内回热式太阳能海水淡化装置    陈子乾,郑宏飞,何开岩,杨英俊,李正良

一种新的光学膜系设计方法——NEEDLE 法    周健,林永昌,顾永琳

中国陆地太阳能资源开发潜力区域分析    李柯;何凡能;

太阳辐射时空分布的多因子计算    朱志辉

国内外能源结构的变化及替代能源的发展前景    胡志鹏;

晶体硅太阳电池最大功率下负载的函数表达    丁金磊,程晓舫,余世杰,何慧若

海水淡化技术与太阳能利用    张耀明,邹宁宇

太阳能分频利用电热联产初步研究    陈则韶;莫松平;李志宏;江守利;江斌;王海千;卢保罗;

二次反射聚光分频光伏系统的光学分析    江守利;陈则韶;胡芃;莫松平;陈建新;

半抛物槽式聚光分频光伏系统的性能分析    江守利;陈则韶;胡芃;莫松平;

基于DSP的太阳跟踪控制系统研究    张翌翀

太阳能集热器热循环媒介储能特性的比较研究(英文)    张文基;朴在林;刘荣厚;

轻质相变储热墙体材料研究    邓安仲;李胜波;庄春龙;沈小东;张雄;

太阳能集中供热系统在欧洲城市住宅小区的应用    史葱葱

可转移电力峰值负荷的新型双向相变储能系统    王永川,陈光明,张海峰,洪峰

用于房屋取暖的太阳能热转换系统卵石层热特性的实验研究(英文)    张文基;刘荣厚;朴在林;

相变储热微胶囊技术在建筑节能中的应用    吴泽玲;龙惟定;

量热仪不确定度的影响因素分析    阮勇防;

太阳能热发电技术最新进展与前景研究    孙德胜;陈雁;

用于墙体中的固-固相变材料储热性能的研究    闫全英,王威

成核剂对CaCl_2·6H_2O相变材料储热性能的影响    刘栋;徐云龙;

新型储热式电暖器应用的探讨    吴国文;张健;

石蜡相变储热管放热时间的理论预测与验证    何正斌;甘雪菲;杨洁;伊松林;

熔融制备储热调温丙烯腈共聚物纤维    张兴祥;高希银;韩娜;唐孝芬;

金属相变储热材料铝硅合金储热特性研究    陈观生;王波群;张仁元;李风;张莉;麦志豪;

河南省濮阳市地热采暖可行性浅析    张国建;

几种真空管太阳能集热器与建筑结合的应用    谢光明;何梓年;

相变墙体储能用石蜡混合物的配制及其储热性能的实验研究    闫全英;梁辰;

一组建筑节能和暖通空调领域用储热相变材料的热性能研究    张寅平;胡先旭;

相变材料研究    兰孝征;杨常光;

聚脲型相变微胶囊的制备    任晓亮;王立新;任丽;

穿在身上的“空调” 津城面世    记者 赵晖　实习生 靖永坤

这里是春天    计算机世界 郭平 张广彬

自制储热电暖器    辽宁 张国清

数据之舟驶向何方？    本报记者 郭平

NAS、软件两手都要硬    郭涛

网络存储渐成气候    方粮

这里是春天    本报记者 郭平 张广彬

化肥企业对淡储热情为何不再高涨？    农资

存储热点问与答    

纳米复合储热建筑新材料问世    

凝胶化、微胶囊化低温相变储能材料研究    兰孝征

光折变晶体中高密度全息存储热固定技术的研究    江竹青

丙烯酸树脂基相变储能微胶囊的制备与性能研究    丘晓琳

水性聚氨酯储能材料的相变机理及智能粘胶纤维    洪伟

三套管蓄能型太阳能与空气源热泵集成系统实验与模拟    杨灵艳

磁性潜热型功能流体的制备与能量传递特性研究    黄勇

地下咸水层储能与含水介质空间结构变化研究    马玖辰

凝胶因子MPBG自组装及其在相变材料中的应用    徐恒启

基于可逆吸放氢过程的镁基材料储热性能及储能装置研究    单群

太阳能集热系统中储热油罐容量的极值搜寻研究    徐芬

提高太阳能集热系统集热效率及热转换成蒸汽设备的研究    宋翠欣

用于墙体具有自调温功能相变储热微胶囊的制备及其性能研究    苏峻峰

储能式黑液太阳能集热系统的性能研究    张黎

固—固相变储能物质—四氯合金属酸正烷基二铵及其二元体系的研究    李英品

固—固相变储能物质—（C_nH_（2n+1）NH_3）_2MX_4及其二元体系的研究    张超星

脂肪醇相变蓄能特性的数值模拟    李果

无机有机定形相变材料导热增强与热化学性能研究    段志军

二次换热式太阳能热水器的应用研究    林艺锋