聚光太阳能温差发电装置性能与试验_王立舒详解.pdfVIP

第 31 卷 第 24 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.24 64 2015 年 12 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Dec. 2015 聚光太阳能温差发电装置性能分析与试验 1 1,2 1 1 1 王立舒 ，梁秋艳 ，李 琳 ，丁修增 ，唐丽静 （1.东北农业大学电气与信息学院，哈尔滨 150030 ； 2.佳木斯大学机械工程学院，佳木斯 154007 ） 摘 要：为提高太阳能温差发电装置的热电转换效率，该文设计聚光太阳能温差发电装置，利用槽式抛物面反射聚光镜 进行聚光，经集热体转换为热能后提高温差发电器（thermoelectric generator，TEG ）热端温度，冷端采用扁平热管作为传 热元件，利用水冷散热，增大 TEG 冷热端温差，提高装置输出功率及热电转换效率。对装置建立能量转换平衡方程，通 过数值计算分析不同太阳辐射强度对热损失、光热转换效率及热电转换效率的影响。为解决多个热电模块串联在一起， 无法使每个模块都工作在最大功率输出状态，从而导致整体输出功率降低的问题，采用集中-分布混合式最大功率跟踪 （maximum power point tracking，MPPT ），试验结果表明，经过MPPT 后装置能很快达到最大功率输出点，且输出功率 稳定，运行 30 min 输出功率增加 3.2 W。搭建了装置的性能测试平台，对基于槽式抛物面反射聚光与扁平热管水冷散热 的聚光太阳能温差发电装置进行试验研究，结果表明，随着冷却水流量的增加装置输出功率得到提高，当冷却水流量达 到 8 L/min 后，输出功率趋于平缓；随着温差的增大装置的最佳匹配负载逐渐增加。装置的全天性能试验表明，试验期间 装置最大输出功率为 30.1 W，平均输出功率 27.8 W，试验期间发出电量 222.4 W·h，热电转换效率最大为 5.4%，装置最 大效率 4.1%，该装置在远程传感器供电和微功耗供电等领域具有广阔的应用前景。 关键词：太阳能；发电；温度；槽式抛物面反射聚光；扁平热管；MPPT；能量转换 doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.010 中图分类号：TK514 文献标志码：A 文章编号： 1002-6819(2015)-24-0064-08 王立舒，梁秋艳，李 琳，丁修增，唐丽静. 聚光太阳能温差发电装置性能分析与试验[J]. 农业工程学报，2015，31(24)： 64－71. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.010 Wang Lishu, Liang Qiuyan, Li Lin, Ding Xiuzeng, Tang Lijing. Performance analysis and test on concentration solar thermoelectric generation device[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(24): 64 － 71. (in Chinese with English abstract) doi ： 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.24.010 装置的研究主要集中在有无聚光、聚光方式以及散热方 0 引 言