太阳能—氢能集成系统的热力学分析

【摘要】：人类的不断发展和进步也使得能源和环境问题日益严重,人们往往通过牺牲环境和能源来取得社会的进步和发展,但是当前能源问题日益严重,人们不得不去寻找新的绿色无污染并且可再生的新能源来解决当前的能源危机。太阳能具有储存简单,成本低廉,应用无限制等优点,越来越被人们重视,所以研究太阳能意义重大。在这种背景下本文提出了太阳能—氢能复合发电模型,深入研究了复合系统的工作原理及过程,验证了复合发电的可能性。 本文建立了太阳能热电发电的能量效率模型,对系统的能量模型进行了仿真分析,主要研究聚光比对太阳能热电热效率,火用效率以及熵增的影响,对不同情况下的效率,回路电流,输出电动势进行了详细的计算,得出了聚光比对太阳能热电装置的性能影响,为提高热电装置的发电效率提供了理论依据。 本文主要是用Matlab/Simulink软件建立模型对热电发电装置进行仿真模拟,在热力学理论和能量利用的基础分析上研究模拟了聚光比及负载电阻对热电装置热效率的影响,分析了各个因素的重要性及提高热效率的方法与措施；不仅从量的角度对热电装置进行分析,进而对能量的质即(?)进行分析,提出了提高(?)效率的方法,从根本上提高了热电效率能量的利用率。 本文在研究热电装置效率及(?)效率的基础上提出了太阳能-氢能的复合模型,该模型将太阳能光电—热电,燃料电池,电解器,蓄电池及储氢系统通过Stateflow系统联系起来,各个系统之间相互配合,优化了太阳能热电系统,当能量不足时能够及时的补充能量,当能量多余时可以将多余的能量储存起来,使得能量得到充分的利用。 本文借助于Matlab软件对太阳能热电装置的热效率及(?)效率的影响因素进行分析,提出了提高热效率的方法及措施,分析了太阳能—氢能复合系统的工作原理,为合理优化复合系统提供了理论依据。 【关键词】：太阳能 氢能 热电 热力学 集成系统
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM615
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题背景9
• 1.2 文献综述9-12
• 1.3 本文工作12-13
• 第2章 能量利用系统的热力学理论基础13-23
• 2.1 传热学理论13-16
• 2.1.1 传热模式13-15
• 2.1.2 太阳辐射传热15-16
• 2.2 (?)效率与(?)分析16-20
• 2.2.1 (?)与能16-17
• 2.2.2 (?)和(?)17-18
• 2.2.3 能量转换规律18
• 2.2.4 热量(?)18-20
• 2.3 熵与熵增计算20-21
• 2.4 本章小结21-23
• 第3章 太阳能热电发电系统的热力学分析23-46
• 3.1 太阳能热电发电系统的基本原理23-29
• 3.1.1 热电原理23-25
• 3.1.2 热电材料性能参数25-29
• 3.2 太阳能热电发电系统的模型29-31
• 3.2.1 光—热转化模型29-30
• 3.2.2 热—电转化模型30-31
• 3.3 太阳能热电发电系统的热效率分析31-38
• 3.4 太阳能热电发电系统的(?)分析38-42
• 3.5 太阳能热电发电系统的熵分析42-44
• 3.6 提高热电装置性能的途径44-45
• 3.7 本章小结45-46
• 第4章 太阳能—氢能集成系统的子系统模型46-58
• 4.1 太阳能—氢能集成系统的概述46-48
• 4.2 太阳能光电—热电系统48-51
• 4.3 燃料电池51-52
• 4.4 电解器系统52-54
• 4.5 蓄电池系统54-55
• 4.6 储氢系统55-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第5章 太阳能—氢能集成系统的仿真分析58-66
• 5.1 太阳能—氢能集成系统的模型集成和控制策略58-60
• 5.2 太阳能—氢能集成系统的集成参数60-61
• 5.3 太阳能—氢能集成系统的仿真结果与分析61-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第6章 结论与展望66-68
• 6.1 结论66-67
• 6.2 创新点67
• 6.3 展望67-68
• 致谢68-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文72

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