导读:本文包含了热光伏系统论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:热光伏系统,辐射器,双色测温法,开路电压
热光伏系统论文文献综述
陈包佳[1]（2019）在《热光伏系统效率影响因素研究》一文中研究指出热光伏(Thermophotovoltaic)发电技术是一项将热源产生的辐射能通过光电池的光电效应转换成电能的技术。该技术不仅辐射源广泛,而且有高能量输出密度和高理论效率,还可与传统朗肯循环、斯特林机等耦合实现热电联产,有巨大的潜在应用价值。本文首先自行设计和搭建了一个完整热光伏系统,该系统包括燃烧器、辐射器、光伏电池、散热器和集成设施。并对其中的燃烧器和散热器进行了性能测试,通过增加燃烧器喷嘴直径实现燃气空气部分预混解决了燃烧器功率低、易熄火的问题,确定了并联流道连接的散热器散热效果更好。为获得均匀辐射源,减少电池因辐射不均造成电能损失,随后利用经典双色法测量辐射器的轴向温度,研究多孔介质对辐射器温度分布均匀性影响。实验结果表明,10ppi的多孔介质传热性能优于20ppi,并通过在10ppi的中心穿不同孔径通孔,并按孔径28mm/20mm/12mm由大到小的变孔径分布,可以获得温度梯度最小(0.75K/mm)的辐射源。紧接着,本文研究了甲烷流量、当量比、孔密度等对TPV系统的影响。实验结果表明随着燃料流量的提高,碳化硅管、不锈钢管、多孔碳化硅叁种辐射器的温度都有不同程度的提高。其中多孔碳化硅辐射器的辐射性能明显优于其他两种辐射器,且在燃气流量为4L/min时,有着最大的系统电效率(0.0235%)。燃气燃烧存在最佳当量比,研究发现当量为0.9时TPV系统的各项性能参数最高。相较于化学当量比下燃烧,在0.9当量比时系统发电效率提高了20%。紧接着对比多孔碳化硅孔密度对TPV系统影响,发现在0.9当量比下换用10ppi的多孔介质发电效率可进一步提升29%。此外还测试了变孔径填充的辐射器在串联电池组系统中的表现,发现该方式因偏低的辐射器温度电池的输出功率不及填充未穿孔的10ppi多孔碳化硅。文章最后针对电池温度偏高问题,利用TFCalc软件模拟设计了匹配Si电池的一维Si/SiO_2光子晶体滤波器以实现无效辐射能的反射。该滤波器以(1/2LH1/2L)对称膜系为基本单元,确定5个基本单元的膜层具有最佳的反射率曲线。此外,通过在膜料同入射介质和基片间加镀匹配层,成功压缩透射带内的次级波峰。最后,改变膜料的厚度,设计了匹配GaSb电池的滤波器。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-01-01）
龙军华,谭明,季莲,肖梦,吴渊渊[2]（2018）在《InGaAs热光伏电池器件和系统研究》一文中研究指出InGaAs电池具有吸收带隙低,效率高,稳定性好的优点,广泛应用于热光伏(TPV)器件.本文从材料生长,器件制造和系统综合方面研究了InP衬底上0.73 eV In_(0.53)Ga_(0.47)As晶格匹配和0.6 eV In_(0.68)Ga_(0.32)As晶格失配热光伏电池.通过缓冲层厚度计算,分析了组分波浪上升式InAsP结构的应力弛豫机制,单层缓冲层厚度150 nm时能够释放84%的失配应力.晶格匹配In_(0.53)Ga_(0.47)As和晶格失配In_(0.68)Ga_(0.32)As室温光致发光波长分别为1.69和2.05μm.在AM1.5G标准光谱下, 0.73和0.6 eV InGaAs TPV电池的转换效率分别为12.38%和8.41%.然而在1323 K辐射温度下, 0.6 eV InGaAs TPV电池的转换效率超过0.7 eV InGaAs TPV电池,利用黑体辐射公式标定后转换效率分别达到26.9%和25.4%.搭建了热光伏原理样机系统,通过InGaAs热光伏电池串并联方式,实现了1470 K辐射温度下5 W的输出功率,完成了热辐射能到电能的稳定转换.(本文来源于《中国科学:物理学 力学 天文学》期刊2018年11期）
董青春[3]（2018）在《太阳能热光伏电池和固体氧化物燃料电池耦合系统的性能优化分析》一文中研究指出能源是人类赖以生存的重要物质基础。从某种层面上讲,人类社会的长远发展离不开优质能源的应用和能源技术的革新。一方面,可再生能源可解决传统常规能源的资源有限以及燃烧造成的环境恶化等问题,成为未来能源应用的主要来源之一;另一方面,优化能源利用装置,提高能源利用率,成为研究者日益关注的课题。本论文对太阳能热光伏电池性能进行评估并建立固体氧化物燃料电池耦合系统的模型,考虑系统中主要不可逆热损失的影响,通过计算分析,优化设计系统中的重要参数,确定系统的最大效率或最大输出功率密度。具体的研究内容包含如下两部分。第一部分研究太阳能热光伏电池的优化性能。通过考虑透镜的光学损失、吸收器和发射器上表面的反射、辐射热流等不可逆热损失,导出系统的效率和输出功率。优化发射器和光伏电池的温度、输出电压、吸收器和发射器面积比、半导体材料能隙,计算出系统的最大效率,确定主要参数的优化工作区间。所得结果可为更深入研究太阳能热光伏电池的性能提供一些有用的方法。第二部分研究固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统的优化性能。基于重整固体氧化物燃料电池和热光伏电池模型,构建重整固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合的系统模型。考虑两个子系统中的主要不可逆损失和耦合间的热损失对耦合系统整体性能的影响,导出系统的效率和输出功率。以输出功率密度为目标函数对系统性能进行评估,计算出耦合系统在不同的燃料电池工作温度下的最大输出功率密度,确定主要参数的优化区域。模型可直接推广到用氢气作为燃料的固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统。所得结果表明,重整固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统或固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统的优化性能比文献中报告的固体氧化物燃料电池其它耦合系统优越。本文的两种模型考虑了实际系统中存在的主要不可逆损失,得到的结果不仅具有理论意义,而且对实际设计与制作太阳能热光伏电池和固体氧化物燃料电池-热光伏电池耦合系统能提供一些参考。(本文来源于《厦门大学》期刊2018-06-30）
邱政豪[4]（2018）在《太阳能驱动溶液除湿空调系统集热/光伏面积优化匹配研究》一文中研究指出我国低纬度极端热湿地区高温高湿强辐射的气候特点导致该地区空调能耗常年处于较高值,而当地极佳的辐射资源为发展太阳能空调提供能源保障,因此,本文提出了一种太阳能溶液除湿空调系统,该系统由太阳能集热器提供溶液再生热量,由光伏板提供整个空调系统所需电量,具有温湿度独立控制,高效节能等优点。然而,该太阳能溶液除湿空调系统的除湿量及制冷量受集热/光伏板铺设面积的影响,在铺设面积充足的条件下,可实现温湿度的最佳控制,那么在铺设面积有限的条件下,如何对集热板和光伏板的铺设面积比例进行优化是保证室内温湿度处于舒适范围内的关键。针对以上问题,本文对太阳能驱动溶液除湿空调系统的空气处理流程及原理进行分析;建立了太阳能集热、光伏发电子系统各个部件数学模型;在不同新风负荷及热湿负荷比例下与常规冷却除湿空调系统的耗冷量和能耗进行对比分析,并对系统的新风除湿和室内末端机组及太阳能光伏板、集热器、蓄电池容量等进行优化匹配;当铺设面积有限时,对不同冷负荷指标及热湿负荷比下的集热器和光伏板面积比例进行优化匹配,并对比分析室内空气设计参数对系统所需屋顶面积的影响;基于室外空气含湿量与太阳能资源等级,选取典型城市,对太阳能驱动溶液除湿空调系统的地域适用性进行分析。以上研究得到如下主要结论:(1)溶液除湿空调系统比常规冷却除湿空调系统节能60%以上;当建筑湿负荷占总负荷30%时,每处理100k W冷负荷需集热器面积约130m2,光伏板面积约171m2,且湿负荷比例越大所需除湿机组和集热器面积越大、室内末端和独立光伏系统规模越小,总体节能效果越明显。(2)集热器与光伏板面积之比为1:1.04~1:2.34时,可满足室内人员舒适需求,且当屋顶铺设面积越小,光伏板面积所占比例越大;室内设计相对湿度对屋顶铺设总面积影响较大,当相对湿度从40%增加到70%时,系统所需集热器面积减少约42.0%,光伏板面积减少约13.6%。(3)在建筑冷指标及热湿负荷比例一定时,随着铺设面积的减少,可供选择的集热器与光伏板面积比范围逐渐降低,同一面积配比情况下所能达到的室内温度越高;当建筑冷指标一定时,随着湿负荷所占比例的增加,集热器与光伏板的比例增大,在同一配比情况下所达到的室内设计温度越低,相对湿度越高;建筑热湿负荷比一定时,随着冷指标的增加,所需总铺设面积成比例增长,集热器和光伏板面积比例保持不变。研究结果为极端热湿地区应用太阳能驱动溶液除湿空调系统提供了依据,对系统的集热器与光伏最佳面积比例的选择提供参考。(本文来源于《西安建筑科技大学》期刊2018-06-01）
徐其琛[5]（2018）在《散热条件下超材料近场热光伏系统的稳态和瞬态性能研究》一文中研究指出在过去的二十年间,能源领域广泛关注热光伏发电系统的研究。提高热光伏系统发电效率以及输出功率密度成为研究的关键。在多种新型热光伏发电系统中,超材料(Metamaterial)是一类具备超常物理性质的光学材料,超材料本身具有周期性排列结构,结构单元尺寸精确可控,具有良好辐射光谱控制能力,使其成为近年来制备选择性辐射器的热点材料。本论文利用MATLAB软件,以含有碳化硅包裹钨纳米线超材料辐射器的近场热光伏系统为研究对象,构建合理的微纳尺度传热模型,从瞬态和稳态两个方面去理解结构参数对系统评价指标的影响,为新型超材料近场热光伏系统的设计和优化提供理论基础。本论文的第一章对研究背景与现状作了详细描述;在第二章中,研究了在稳态条件下影响近场热光伏系统评价指标的各项因素。结果显示辐射器-电池间距、辐射器温度、辐射器的厚度、电池的厚度、辐射器填充率等均对系统性能评价指标有着各自不同的影响,在条件允许的情况下,应尽可能减少辐射器-电池间距,提高辐射器温度和填充率,并将辐射器厚度控制在1000nm附近,以提高系统性能。第叁章则在前一章物理模型的基础上引入一种单相对流传热装置模型,并着重探讨改进后模型的瞬态性能。结果显示,当辐射器拥有较高的输入功率时,辐射器终温处于理想状态,但电池温度却远超安全工作温度。因此我们分别调节制冷剂流速以及导热系数来降低热光伏电池温度,发现选择高导热系数冷却介质,并让其运行在较低流速下的冷却器设计方案能获得较高的系统输出性能,并保证电池工作在安全温度下。这些结论为设计微型超材料近场热光伏系统中的散热装置提供了重要的理论参考。第四章,总结了本论文的研究内容,并对进一步研究进行了展望。(本文来源于《苏州大学》期刊2018-04-01）
于海童,刘东,杨震,段远源[6]（2018）在《用于热光伏系统的近场辐射光谱控制表面结构》一文中研究指出为提升近场热光伏发电系统的能源转换效率和发电功率,设计了Ⅲ-Ⅴ族半导体表面的矩形光栅结构,以实现从热发射器到热光伏电池的近场辐射热流选择性调制.使用在近红外波段具有表面等离子体激元特性的掺杂氧化锌作为热发射器,在GaSb热光伏电池表面添加亚微米二维光栅结构,在近场间距下形成与表面波耦合的陷光效应,由此有选择性地增强了电池能带内的光谱辐射热流.有别于以往类似研究中常用的等效近似方法,开展了时域有限差分方法模拟,能够严格考虑周期性结构细节,结合以涨落耗散理论为基础的Langevin方法,直接计算了复杂结构参与的近场辐射传热问题,以此揭示表面结构影响近场辐射传热的物理机理.结果显示使用带表面结构的薄膜GaSb电池,可使辐射热流的光谱峰值达到同温度远场黑体辐射源情况下的2.84倍,且热流增益区集中在波长略短于电池能带的窄波段区间,适应高效率、高功率热光伏系统对辐射传热设计的要求.(本文来源于《物理学报》期刊2018年02期）
刘洋[7]（2017）在《用于微型热光伏发电系统的多孔介质燃烧器研究》一文中研究指出随着微机电系统(MEMS)的发展,微型热光伏发电系统(MTPV)的研究和发展逐渐成为了关注的方面。MTPV系统直接使用化石燃料燃烧,通过低禁带光伏电池进行发电。由于化石燃料的能量密度远大于传统的化学燃料电池,因此MTPV系统被认为是替代化学燃料电池的最佳选择。要想提高MTPV系统的能源转换效率,一方面就必须提高微尺度燃烧器的壁面温度,另一方面必须增大微尺度燃烧器的壁温均匀性。所以提高微燃烧器壁面温度和增强壁温均匀性是目前研究的核心问题。本文就针对这一问题研究了多孔介质对壁面温度的影响。论文通过实验和数值模拟的方法,对填充有多孔介质的微尺度燃烧器进行了研究,并且和不填充多孔介质时的突扩燃烧器进行了比较。实验和模拟均发现,与不添加多孔介质的突扩燃烧器相比,添加有多孔介质的微尺度燃烧器其壁面温度得到了显着提升,在甲烷流量分别为0.100 L/min和0.125 L/min时,添加多孔介质后微燃烧器壁面平均温度分别升高了35.85 K和62.88 K;峰值温度分别升高了48.15 K和81.71 K。同时本文通过实验发现尾部半填充方式可以获得更加均匀的壁面温度。另外本文研究发现多孔介质和突扩台阶对火焰的稳定存在着稳定极限,且稳定极限与氧气浓度存在很大的相关性。通过实验和模拟本文还发现较大孔隙率、较小的导热率和较小孔径的多孔介质能获得更高的壁面峰值温度,而较小孔隙率、较大的导热率和较大孔径的多孔介质壁面峰值温度较低,但均匀性较好。并且本文对这一现象进行了解释。这些研究成果,对微尺度燃烧器填充多孔介质提供了借鉴意义。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
张晓静[8]（2017）在《不同电磁超材料在偏振转换系统和近场热光伏系统中应用的理论研究》一文中研究指出超材料是一种具备超常物理性质的人工复合结构材料,是近十年来在光学领域的一个研究热点。它具有负折射率、逆多普勒效应、逆契仑可夫辐射等一系列天然介质所不具备的神奇效应。基于这些特殊的电磁现象,超材料在光通信、军事探测和光学集成系统等诸多方面有着巨大的潜在应用价值。本文重点研究了叁种典型结构的超材料在偏振控制和热光伏系统方面的应用前景,具体内容如下:(1)对零折射率超材料控制电磁波偏振特性的研究。利用麦克斯韦方程和边界条件,得到线偏振入射波经过零折射率超材料后反射波的特性。结果表明零折射率超材料可以实现电磁波线偏振到圆偏振状态的转换。即使对于损耗较大的零折射率超材料,转换效率也可高达74%。(2)对梯度折射率超材料控制电磁波偏振特性的研究。利用内在物理机制和仿真软件证明了平面或圆环状的梯度折射率超材料均可实现电磁波的全反射,经过该超材料后的全反射波可为圆偏振状态。然而由于该材料无法实现宽频偏振态的转换,具有非常大的局限性。(3)对金属线和谐振环阵列构成的超材料提升近场热光伏系统性能的研究。利用涨落耗散定理和均匀介质理论,建立适用于以超材料为辐射器的热光伏系统理论模型。结果表明通过优化超材料内部结构参数,利用表面极化激元的特性,可在一定程度上提高热光伏系统的输出功率或效率。(本文来源于《苏州大学》期刊2017-05-01）
陈雪,王文,卢军,钱子勍[9]（2016）在《基于热管散热平台的热光伏系统实验研究》一文中研究指出针对深空探测同位素电源的发展需求,设计了一套基于热管散热平台的热光伏系统,采用分离型热管实现了热光伏系统的热控要求,并实验验证了热光伏系统的热电转换性能。研究了加热功率、充液量对热管启动特性、壁面温度的影响,分析了辐射器温度、电池温度对系统电输出特性的影响,并对系统的转换效率进行了评估,结果表明:采用热管散热器可有效将半导体电池温度控制于25℃以下,在辐射器温度为1 173℃时,系统热电转换效率达到12.1%。(本文来源于《深空探测学报》期刊2016年03期）
刘霆[10]（2016）在《热光伏发电系统波长选择性辐射体特性研究》一文中研究指出在深空探测领域,接受太阳光困难,需采用放射性同位素电源系统为深空探测器提供稳定的电源。本文基于放射性同位素电源系统中的热光伏发电系统,对热光伏发电系统中的波长选择性辐射体特性展开分析研究。首先针对锑化镓光伏电池禁带波段,发现铒元素的单色辐射波段与该电池禁带波段非常匹配。基于辐射传输理论与能量平衡基本理论,结合辐射光谱分析法对波长对涂层辐射体进行理论研究,优化涂层厚度。研究表明：以铒为掺杂元素的ErAG辐射体具有良好的选择性辐射特性,适合作为辐射体涂层材料。在1500K工作温度,1550nm波长下的涂层辐射体发射率随着基板发射率增加而减小,随涂层厚度增加而增加；基板发射率越高涂层辐射体光谱效率越低；最佳ErAG涂层厚度在0.2-0.3mm之间,此时涂层辐射体具有最大光谱效率。再次,分别采用溶胶-凝胶法以及热化学法制备涂层辐射体,溶胶-凝胶法中,研究表明当溶胶固含量为5%,纤维质量分数为40%的浆料可制备表面形貌较好,与基底结合佳的涂层样品；热化学反应法中,研究表明当分散剂为PEG2000,添加量为5%-6%的粉体质量,粘结剂为质量分数为5%的PVA溶液,添加量为50%的粉体质量,最终烧结温度为1500摄氏度时,可得到满足要求的涂层辐射体。采用粉末成型法制备陶瓷块材辐射体,研究表明当粘结剂为质量分数为7%的PVA溶液,其添加量为9%-11%,成型压力为8MP,陶瓷厚度为2.5-3.5mm时,得到的陶瓷样品综合性能较佳。最后,对所制备的涂层及块材辐射体进行高温发射率测量,实验发现铒元素质量分数在25%-35%间的涂层样品光谱效率最高,最高效率为16%;铒元素质量分数在30%-35%间的块材样品光谱效率最高,最高效率接近20%。所研制的辐射体中,铒含量在25%-35%间的样品在1.4-1.6μm波段内平均发射率均大于0.3,最高可达0.44。(本文来源于《南京理工大学》期刊2016-05-01）
热光伏系统论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
InGaAs电池具有吸收带隙低,效率高,稳定性好的优点,广泛应用于热光伏(TPV)器件.本文从材料生长,器件制造和系统综合方面研究了InP衬底上0.73 eV In_(0.53)Ga_(0.47)As晶格匹配和0.6 eV In_(0.68)Ga_(0.32)As晶格失配热光伏电池.通过缓冲层厚度计算,分析了组分波浪上升式InAsP结构的应力弛豫机制,单层缓冲层厚度150 nm时能够释放84%的失配应力.晶格匹配In_(0.53)Ga_(0.47)As和晶格失配In_(0.68)Ga_(0.32)As室温光致发光波长分别为1.69和2.05μm.在AM1.5G标准光谱下, 0.73和0.6 eV InGaAs TPV电池的转换效率分别为12.38%和8.41%.然而在1323 K辐射温度下, 0.6 eV InGaAs TPV电池的转换效率超过0.7 eV InGaAs TPV电池,利用黑体辐射公式标定后转换效率分别达到26.9%和25.4%.搭建了热光伏原理样机系统,通过InGaAs热光伏电池串并联方式,实现了1470 K辐射温度下5 W的输出功率,完成了热辐射能到电能的稳定转换.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热光伏系统论文参考文献
[1].陈包佳.热光伏系统效率影响因素研究[D].浙江大学.2019
[2].龙军华,谭明,季莲,肖梦,吴渊渊.InGaAs热光伏电池器件和系统研究[J].中国科学:物理学力学天文学.2018
[3].董青春.太阳能热光伏电池和固体氧化物燃料电池耦合系统的性能优化分析[D].厦门大学.2018
[4].邱政豪.太阳能驱动溶液除湿空调系统集热/光伏面积优化匹配研究[D].西安建筑科技大学.2018
[5].徐其琛.散热条件下超材料近场热光伏系统的稳态和瞬态性能研究[D].苏州大学.2018
[6].于海童,刘东,杨震,段远源.用于热光伏系统的近场辐射光谱控制表面结构[J].物理学报.2018
[7].刘洋.用于微型热光伏发电系统的多孔介质燃烧器研究[D].华中科技大学.2017
[8].张晓静.不同电磁超材料在偏振转换系统和近场热光伏系统中应用的理论研究[D].苏州大学.2017
[9].陈雪,王文,卢军,钱子勍.基于热管散热平台的热光伏系统实验研究[J].深空探测学报.2016
[10].刘霆.热光伏发电系统波长选择性辐射体特性研究[D].南京理工大学.2016