太阳能利用中的热物理基础理论及实验研究
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【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TK519;TK121
【目录】:
- 摘要5-7
- ABSTRACT7-10
- 目录10-13
- 第1章 绪论13-43
- 1.1 研究背景13-15
- 1.2 太阳能利用综述15-21
- 1.2.1 太阳辐射能15-16
- 1.2.2 太阳能资源和开发潜力16
- 1.2.3 太阳能利用发展现状16-21
- 1.2.4 太阳能利用理论和实验研究的意义21
- 1.3 太阳能利用中已有的一些重要理论21-28
- 1.3.1 经典黑体辐射基本定律21-22
- 1.3.2 太阳能传输到达地面接收器的照射辐射强度理论22-24
- 1.3.3 辐射接收器的辐射性质24-26
- 1.3.4 光电转换理论及光电池的材料光谱特性26-28
- 1.4 太阳能利用中需要研究的基础理论问题28-36
- 1.4.1 太阳能的品位属性和热力学表征问题28-30
- 1.4.2 太阳光合作用的负熵问题30-31
- 1.4.3 太阳发射、传输、接收过程的熵变问题31-33
- 1.4.4 地面上利用太阳能转化为电能的极限效率33-34
- 1.4.5 非平衡态辐射热力学问题34
- 1.4.6 光与物质作用的能量转换机制34
- 1.4.7 材料表面辐射性质研究34-35
- 1.4.8 分频和综合利用太阳能的理论基础及技术35-36
- 1.4.9 太阳能聚光技术和聚光光强分布问题36
- 1.5 本文研究内容36-38
- 参考文献38-43
- 第2章 非平衡态辐射场能量状态参数的表征43-59
- 2.1 引言43-44
- 2.2 非平衡辐射热力学系统44-45
- 2.3 非平衡辐射热力学系统能量参数表征45-48
- 2.3.1 光量子的能量参数45-46
- 2.3.2 辐射场边界的光谱能量参数46-47
- 2.3.3 辐射场边界单位面积单位时间半球向的辐射能参数47-48
- 2.4 辐射场能量的表征48-56
- 2.4.1 照射辐射强度和当量辐射温度49-50
- 2.4.2 照射辐射能的特征温度50-51
- 2.4.3 照射辐射能的能量、熵和有效能方程51-54
- 2.4.4 最佳接收温度54
- 2.4.5 状态参数分析54-56
- 2.5 小结56-57
- 参考文献57-59
- 第3章 光与物质作用的基础理论研究59-88
- 3.1 引言59-62
- 3.1.1 光的本质59-60
- 3.1.2 光与固态物质的作用形式60-62
- 3.2 光与物质作用的机理探究62-80
- 3.2.1 光子波模型假设62-65
- 3.2.2 物质中的简谐振子模型65
- 3.2.3 光与物质作用的力学模型65-71
- 3.2.4 结果与讨论71-80
- 3.3 物质表面微结构对光与物质作用的影响80-85
- 3.3.1 硅太阳电池模型80-82
- 3.3.2 模拟结果及分析82-85
- 3.4 小结85-86
- 参考文献86-88
- 第4章 聚光分频太阳能利用及其分频器的研究88-123
- 4.1 引言88-89
- 4.2 聚光光热利用系统89-94
- 4.2.1 聚光光热系统和光谱选择性吸收涂层89-90
- 4.2.2 光谱选择性吸收涂层最佳截止波长的求解和分析90-92
- 4.2.3 系统效率分析92-94
- 4.3 聚光分频光伏发电系统94-109
- 4.3.1 聚光光伏系统和光谱选择性透过涂层94-97
- 4.3.2 分频器的设计和优化97-106
- 4.3.3 系统效率分析106-109
- 4.4 反射聚光分频-反射光伏发电+透射光热利用系统109-113
- 4.4.1 系统原理109-110
- 4.4.2 分频器的设计和优化110-112
- 4.4.3 系统效率分析112-113
- 4.5 两级透射聚光分频-光伏发电+反射光热利用系统113-120
- 4.5.1 系统原理113-117
- 4.5.2 分频器的设计和分析117-119
- 4.5.3 系统效率分析119-120
- 4.6 小结120-121
- 参考文献121-123
- 第5章 等光强聚光光伏系统的理论和实验研究123-170
- 5.1 太阳能一维驱动二维跟踪器的研究123-130
- 5.1.1 技术背景123-125
- 5.1.2 二维太阳跟踪器实例和工作原理125-129
- 5.1.3 维太阳跟踪器特点和优越性129-130
- 5.2 等光强带聚焦菲涅耳透射聚光器设计和分析130-146
- 5.2.1 引言130-131
- 5.2.2 带聚焦菲涅耳透镜的设计131-136
- 5.2.3 带聚焦菲涅耳透镜的光学分析136-146
- 5.3 折平板等光强反射聚光器设计和分析146-160
- 5.3.1 引言146
- 5.3.2 折平板反射聚光器的设计146-150
- 5.3.3 折平板反射聚光器的光学分析150-160
- 5.4 折平板等光强反射聚光光伏系统实验研究160-166
- 5.4.1 能流密度分布和聚光效率测试160-164
- 5.4.2 系统I-V特性测试164-166
- 5.5 小结166-167
- 参考文献167-170
- 第6章 结论与展望170-174
- 6.1 结论与创新点170-172
- 6.1.1 结论170-171
- 6.1.2 创新点171-172
- 6.2 展望172-174
- 致谢174-175
- 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果175-176
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