太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的理论及实用性能研究

【摘要】：因石油、天然气等传统能源正走向枯竭，地球环境状况日趋严峻。人类急需找到一种理想的绿色能源。太阳能光伏发电作为一种理想的能源形式，正逐渐进入人们的生活。 使用太阳能光伏发电作为冰箱的能源方式具有传统冰箱所无法比拟的优势。首先，器具使用的是可再生的绿色能源，不会对地球资源与环境产生过度的消耗；其次，器具不再使用传统的电网供电方式，仅需要尽可能充足的日照保证，因此可以适用于一些传统电网难以覆盖的特殊地区，如高海拔、荒漠、海岛等地域。 本文依据当前的能源环境状况及光伏冰箱系统的研究现状分析了太阳能光伏冰箱的研究意义与可行性，并对当前的国内外光伏冰箱系统的研究状况进行综述；根据现有理论及本地区实验条件，设计了一套太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统，并配备了相关实验测试装置，对系统进行了数据采集与计算。本文针对北京地区特有气候条件，分别选取了晴天、阴天、夜间等多种户外条件，对冰箱的运行情况及太阳能电池板、蓄电池的匹配情况进行了分析，首次参考国家标准从耗电量、能效指数方面对太阳能光伏直流蓄冷冰箱进行了计算，针对不同的天气条件对冰箱可能出现的运行状况进行分析、并计算了光电转换效率，为太阳能光伏直流蓄冷冰箱未来的推广与发展进行了探索。 【关键词】：太阳能 光伏 冰箱（冷藏箱） 蓄冷 能效指数
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TB657.4;TK519
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 能源及环境问题日趋严峻8
• 1.1.2 传统冰箱的电力需求消耗大量能源8-9
• 1.1.3 太阳能资源丰富，应用技术逐渐成熟9-10
• 1.2 太阳能光伏冰箱系统的研究现状10-14
• 1.2.1 国内外系统设计研究现状10-13
• 1.2.2 国内外性能研究现状13-14
• 1.3 本论文的研究目标以及拟解决的关键问题14-15
• 1.3.1 研究目标14
• 1.3.2 拟解决的关键问题14-15
• 1.4 本章小节15-16
• 第2章 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统介绍及理论计算16-26
• 2.1 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统介绍16
• 2.2 理论设计计算16-24
• 2.2.1 冰箱热负荷计算16-18
• 2.2.2 太阳能光伏电池板的计算及选型18-20
• 2.2.3 蓄电池的容量计算20-21
• 2.2.4 控制器的选型21
• 2.2.5 系统的连接及布置21-23
• 2.2.6 相变蓄冷材料的选择23-24
• 2.3 本章小结24-26
• 第3章 太阳能光伏直流蓄冷冰箱实验设备及测试方法26-36
• 3.1 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统基础实验的系统组成及测试设备26-31
• 3.1.1 冰箱系统组成26-28
• 3.1.2 实验设备28-31
• 3.2 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统性能实验的测试条件及计算方法31-34
• 3.2.1 性能测试环境温度测量31
• 3.2.2 测试台环境条件31-33
• 3.2.3 耗电量实验温度要求33
• 3.2.4 耗电量限定值及计算方法33-34
• 3.3 本章小结34-36
• 第4章 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的基础实验及性能测试36-62
• 4.1 太阳能光伏直流冰箱系统的基础实验研究36-42
• 4.1.1 常规冰箱耗电量测试36-39
• 4.1.2 冰箱调整容积及能效指数计算39-40
• 4.1.3 改装后的直流冰箱耗电量测试40-41
• 4.1.4 基础实验结果分析41-42
• 4.2 太阳能光伏系统供电部分的实验研究42-54
• 4.2.1 理想状况下太阳辐照强度测试及分析42-43
• 4.2.2 晴天光伏系统的运行测试及分析43-46
• 4.2.3 阴天（雾霾天气）光伏系统的运行测试及分析46-50
• 4.2.4 夜间光伏系统的运行测试及分析50-54
• 4.3 太阳能光伏系统负载部分的实验研究54-60
• 4.3.1 初始控制条件下的测试计算54-57
• 4.3.2 初始控制条件微调后的测试计算57-60
• 4.4 太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统综合性能分析60-61
• 4.4.1 冰箱能效指数分析60
• 4.4.2 系统整体运行状况分析60-61
• 4.5 本章小结61-62
• 结论与展望62-64
• 参考文献64-66
• 附录66-68
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文68-70
• 致谢70

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