当前位置:文档之家› 太阳能光伏_温差发电驱动的新型冰箱模型设计与热力学分析_刘永生

太阳能光伏_温差发电驱动的新型冰箱模型设计与热力学分析_刘永生

太阳能光伏_温差发电驱动的新型冰箱模型设计与热力学分析_刘永生
太阳能光伏_温差发电驱动的新型冰箱模型设计与热力学分析_刘永生

太阳能光伏发电技术及其发展前景

本文由午夜寒光贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 (s' 『 1 Ⅲ…节能减排 :e l { 1 l o n l na l 一 太阳能光伏发电技术及其发展前景 ●湖北十堰刘道春 1 太阳能光伏发电市场前景广阔 当煤炭 , 油等化石能源频频告急 , 源问题日益成石能为制约国际社会经济发展的瓶颈时 ,越来越多的国家开始实行" 阳光计划 " 开发太阳能资源 , 求经济发展的新 , 寻动力 .欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源 . 国际光伏市场巨大潜力的推动下 , 国的太阳能在各电池制造商争相投入巨资 , 大生产 , 争一席之地 . 扩以 美国推出了" 阳能路灯计划 "旨在让美国一部分城太 , 阳能发电往往指的就是太阳能光伏发电 . 太阳能发电有两种方式 : 种是光一热一电转换方式 , 一种是光一电一另 直接转换方式 . 光一热一电转换方式通过利用太阳辐射 产生的热能发电 .一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气 . 驱动汽轮机发电 .与普通的火力再发电一样 .太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高 , 估计它的投资至少要比普通火电站贵 5 1 — O倍 . 一座 l0 MW 的太阳能热电站需要投资 2 ~ 5亿美元 ,平均O0 02 lW 的投资为 2 0 ~ 5 0美元 .因此 . k 002O 目前只能小规模地市的路灯都改为由太阳能供电 , 据计划 , 盏路灯每年根每 可节电 8 0 Wh 日本也正在实施太阳能 " 0k . 7万套工程计 应用于特殊的场合 . 大规模利用在经济上很不合算 , 而还 不能与普通的火电站或核电站相竞争 .光一电直接转换 划 " 准备普及太阳能住宅发电系统 , 是装设在住宅屋 , 主要 方式是利用光电效应 , 太阳辐射能直接转换成电能 , 将它的基本装置就是太阳能电池 .太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件 ,是一 个半导体光电二极管 .当太阳光照到光电二极管上时 , 光电二极管就会把太阳的光能变成电能 , 生电流 .当多个产电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的 顶上的太阳能电池发电设备, 家庭剩余的电量还可以卖给 电力公司 .欧洲则将研究开发太阳能电池列入著名的" 尤里卡 " 科技计划 , 出了 "O万套工程计划 " 日本 , 国高推 l . 韩以及欧洲地区总共8个国家最近决定携手合作 , 亚洲内在 陆及非洲沙漠地区建设世界上规模最大的太阳能发电站 . 他们的目标是将占全球陆地面积约 l , 4的沙漠地区的长时间日照资源有效地利用起来 ,为 3 0万用户提供 1 0万 0 太阳能电池方阵 .太阳能电池是一种大有前途的新型电源 , 有永久性 , 洁性和灵活性三大优点 . 太阳能电池具清

海洋温差能

能源材料 海洋温差能 学院:材料科学与工程学院姓名: 班级: 学号: 老师:

畅想新能源 ———海洋温差能摘要:海洋温差能又称海洋热能。利用海洋中受太阳能加热的暖和的表层水与较冷的深层水之间的温差进行发电而获得的能量。目前对海水温差能利用的主要方式是海水温差能发电,即利用海洋表层的高温海水与深层低温海水的温差来实现热力循环发电的一种发电方式。 关键词:新能源、海洋温差能、温差发电、原理、应用、应用展望 Think about the new energy——Oceanthermalenergy Abstract:Oceanthermalenergy can be also known as ocean thermal energy. Using the ocean is warm surface water by solar heating and temperature difference between cooler deep water energy to generate electricity. Current is the main way of water temperature difference can use seawater temperature difference can power generation, it is using ocean surface of high temperature water and deep cryogenic temperature of sea water to achieve thermodynamic cycle power generation a way of generating electricity. Key words:new energy, Oceanthermalenergy, temperature difference power generation, principle, application and application prospects 正文:在现代社会中,能源短缺成为社会的一大问题,就目前而言,人类已经发现了现在正在广泛使用的化石燃料能源已经面临用完的危机,并且也意识到了化石燃料大量使用而造成的环境不可逆转的污染,随着能源问题的日渐严峻,寻找一种安全,干净,高效的新型能源已经成为了全世界共同努力的目标。 海洋是世界上最大的太阳能接收器,6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能,相当于2500亿桶石油所含的热量.吸收太阳热能的海洋表面温度较高, 大海里蕴藏着巨大的热能,而一定深度海水温度较低.海洋温差发电是利用海洋表面和海洋深处的温度差来发电的新技术。据估计只要把南北纬20度以

工程热力学小论文

蒸汽压缩式制冷机 湖南城市学院1002302-10曹登祥 关键词:蒸汽压缩式制冷循环 摘要:蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成,用管道将它们连接成一个密封系统。制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换,吸收被冷却对象的热量并气化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器,被常温的冷却水或空气冷却,凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流,变成低压低温的气液两相混合物,进入蒸发器,其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷,产生的低压蒸汽再次被压缩机吸入。如此周而复始,不断循环。摘自百度文库 1.蒸汽压缩式制冷原理 单级蒸气压缩式制冷系统如下图所示。

它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。其工作过程如下:制冷剂在蒸发压力下沸腾,蒸发温度低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气,并将它压缩到冷凝压力,然后送往冷凝器,在冷凝压力下等压冷却和冷凝成液体。制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质(通常是水或空气)与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度,冷凝后的液体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。 当制冷剂通过膨胀阀时,压力从冷凝压力降到蒸发压力,部分液体气化,剩余液体的温度降至蒸发温度,于是离开膨胀阀的制冷剂变成温度为蒸发温度的两相混合物。混合物中的液体在蒸发器中蒸发,从被冷却物体中吸取它所需要的气化潜热。混合物中的蒸气通常称为闪发蒸气,在它被压缩机重新吸入之前几乎不再起吸热作用。

在整个循环过程中,压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中低压力、冷凝器中高压力的作用,是整个系统的心脏;节流阀对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量;蒸发器是输出冷量的设备,制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量,从而达到制取冷量的目的;冷凝器是输出热量的设备,从蒸发器中吸取的热量连同压缩机消耗的功所转化的热量的冷凝器中被冷却介质带走。根据热力学第二定律,压缩机所消耗的功(电能)起了补偿作用,使制冷剂不断从低温物体中吸热,并向高温物体放热,从而完整个制冷循环。 2.蒸汽压缩式制冷理论循环的热力计算 在进行制冷循环的热力计算之前,首先需要了解系统中各设备内功和热量的变化情况,然后再对循环的性能指标进行分析和计算。 根据热力学第一定律,如果忽略位能和动能的变化,稳定流动的能量方程可表示为 Q+P=qm(h2-h1)(1)

太阳能光伏发电系统毕业设计

(BIPV)光伏发电示范项目系统设计建议书 示范项目名称:XXXXXXXXX示范项目 二〇一〇年十月

目录 第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型(BIPV) (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成 .................................................... 错误!未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理 (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司 ........................................................ 错误!未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3 卓越的设计团队................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................................. 错误!未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)

大工秋《新能源发电》作业温差发电的利用

网络教育学院 《新能源发电》课程设计 题目:温差发电的利用 学习中心:奥鹏学习中心 层次:本科 专业:电气工程及其自动化 年级: 学号: 学生: 辅导教师:康永红 完成日期: 2016年 05月26日 温差发电的利用 海洋是全世界最大的太阳能收集器,6000万平方千米的热带海洋一天吸收的太阳辐射能,相当于2500亿桶石油的热能。如果将这些热量的1%转化成电力,也将相当于有140亿千瓦装机容量,是美国当今发电能力的20倍以上。海水温差发电,是以一种混合化学液体作为介质,输出功率是以前的1.l-1.2倍。一座3000千瓦级的电站,每千瓦小时的发电成本只有0.6元以下,比柴油发电价格还低。人们预计,利用海水温差发电;如果能在一个世纪内实现,可成为新能源开发的出发点。海水

温差发电,1930年在法国首次试验成功,但当时发出的电能还不如耗去的电力多,因此,没有付诸实施。现在,许多国家都在进行海水温差发电研究。 1. 海洋温差发电技术发展现状 1.1国外研究现状 利用海洋温差产生电力的理论研究和技术研究已有120多年的历史,特别是在上世纪70年代的全球能源危机时期尤其得到重视,近年来研究更是取得了实质性进展。在热带海洋地区大约有6000万平方公里适宜发展海洋温差发电,利用海洋温差发电将能产生目前世界能源需求几倍的发电量。目前,美、印、日等国都建有海洋温差发电站。 利迄今为止,海洋温差发电技术的研究在热动力循环的方式、高效紧凑型热交换器、工质选择以及海洋工程技术等方面均已取得长足的发展,很多技术已渐趋成熟。 1)系统方面以闭式循环最为成熟,已经基本上达到商业化水准。开式循环的主要困难是低压汽轮机的效率太低。工质是闭式循环必须考虑的关键因素。仅从性能角度出发,氨和R22是较为理想的工质,但从环保角度考虑,寻求新工质的努力仍在进行。 2)热交换器是海洋温差发电系统的关键设备,它对装置的效率、结构和经济性有直接的重要影响。热交换器性能的关键是它的型式和材料。钛的传热及防腐性能良好,但是价格过于昂贵。美国阿贡国家实验室的研究人员发现,在腐蚀性暖海水环境下,改进后的钎焊铝换热器寿命可以达到30年以上。板式热交换器体积小,传热效果好、造价低,适合在闭式循环中采用。 3)最新的洛伦兹循环有机液体透平能20~22℃温差下工作,适用于闭式循环装置中。洛伦兹循环的T-S图如图1.1所示。它的热效率和输出功率均小于在温海水进口温度和冷海水进口温度下的卡诺循环(图1.1上T1和T4之差),而等于温海水进出口平均温度和冷海水进出口平均温度下的卡诺循环(图上T2和T3之差)。洛伦兹

工程热力学小论文

麦克斯韦妖与信息熵 一、麦克斯韦妖的提出 1867年,麦克斯韦在致友人泰特的信中第一次提出了麦克斯韦妖的设想,1871年,麦克斯韦在《热二律局限性》一书中明确提到了麦克斯韦妖。这一个具有神话色彩的思想实验影响了物理学界一百多年,同时也推动了一些新理论的发展。 麦克斯韦的这一个理想实验可以用下面的一个物理模型来解释。一个绝热容器被一块绝热的隔板分割开来,左边的温度为T1,右边的温度为T2,并且假设T1>T2。在这一块绝热隔板上开一个小门,并由一个麦克斯韦妖把守,当他发现右边的容器中有一个速度较快(相对于左边容器平均速度而言)的气体分子接近门时,麦克斯韦妖便会把门打开,让这个气体分子进入左边的容器中去,紧接着便关上这扇门隔绝两边的分子交换,并且这样的工作无需对气体做功。同样的,如果发现左边的容器中由一个速度较慢的气体分子接近门时,麦克斯韦妖便会把门打开,让这个气体分子进入右边的容器中去。经过这样的操作之后,左边的气体分子平均速度会不断增加,而右边气体分子平均速度会不断减小,从宏观上来说,左边容器气体的温度会上升,而右边气体的温度会不断下降。而根据热力学第二定律的原理,热量不可能自发的从低温物体传递到高温物体,而对于麦克斯韦妖的假设,在没有任何外力功的情况下,热量便源源不断的有低温物体转移到了高温物体。从热力学第二定律的另一个角度来说,孤立系统的熵只能增大或不变而不能减小,对于麦克斯韦妖的假设来说,由容器和麦克斯韦妖组成的这样一个孤立系统的熵却是减小的。麦克斯韦妖的出现对热力学第二定律提出了极大的挑战,而后人们也不断的尝试去解决这一问题。 二、西拉德的解释 1922年,西拉德撰写了一篇名为《精灵的干预使热力学系统的熵减少》的论文,论文中分析了麦克斯韦妖对热力学系统干预的本质。在文章中西拉德指出,在对系统进行测量的时候,系统显示了一种记忆能力,如果测量过程本身没有熵的产生,那么这种测量一定会使系统发生熵减,这种由测量引起的熵减少由系统中的信息的增加所补偿。香农在1948年提出的信息论中给出了信息和熵之间的关系: 1ln n i i i I k p p ==?∑;其中k 是玻尔兹曼常量,p i 是几率,I 是信息熵。 公式将信息熵之间做了联系,在一个孤立系统当中,信息的增加就意味着上的减少,系统有序度增加,香农将其总结为信息是用来减少不确定的东西。 将思路回到之前所提到的思想实验当中,麦克斯韦妖在判断他是否应该开启隔板上的门时首先要做的就是观测靠近门的那一个分子的速度,例如麦克斯韦妖发现右边容器中有一个

温差发电技术及其一些应用

温差发电技术及其一些应用 来源:能源技术2009-5-12 1 温差发电的原理 温差发电是利用两种连接起来的导电体或者半导体的塞贝克效应(Seebeck Effect),将热能转换成电能的一种技术。由两种不同类型的半导体构成的回路如图1,当装置的一端处于高温状态另一端置于低温状态下,就会在回路中形成电动势: ε = αs(T1-T2)(1) 式中:T1为低温度端温度,K;T2为高温端温度,K;αs为所用热电转换材料的塞贝克系数,V/K。 图1 温差发电原理图 (点击图片放大) 在应用时多个PN结串联起来,构成一个热电转换模块(见图2),目前已有产品面市。例如图3为Hi-z公司生产的热电转换模块系列,该模块系列能在-20℃到300℃的温度范围内有效地进行热电转换,输出功率为2.5~19W,负载电压为1.65~3.30V。

图2 热电模块结构示意图 (点击图片放大) 图3 Hi-z生产的热电转换模块系列 (点击图片放大) 2 热电材料的研究进展 热电转换模块转换的效率很大程度上决定于其组成材料的性能,温差发电的电动势不但取决于材料的塞贝克系数α ,而且和高低温端间的温差△T和有关, s 从而与材料的导热有关,另外输出电流还与材料的导电率有关,所以常用热电转换材料的优值Z评价材料的热电性能:

Z=(α s )2σ/λ(2) 式中:α s 为塞贝克系数,σ为电导率,λ为热导率。 Z的量纲为K-1,研究分析中优值又常采用优值Z和工作温度T的无量纲ZT 表征。提高材料的优值是研究开发高效热电转换材料的主要方向,通常有以下几种途径:①选择最佳载流子度;②提高载流子迁移率与晶格热导率的比;③改变晶体取向;④改变颗粒尺度使颗粒间既能导电同时声子散射又比较显著,促使颗粒定向分布;⑤选择最佳的工作温度及材料的禁带宽度。已有的研究资料表明,在室温下热电转换材料的优值只要能大于3,热电效率就可以达到令人较满意的水平并可以推广应用。目前热电材料的研究主要集中在以下几个方面。 (1)改进材料微观结构,例如结构纳米化。通过纳米技术在热电材料中掺入纳米尺寸的杂质相制备纳米复合结构热电材料(杂质相可为绝缘体、半导体或是金属,也可以为纳米尺寸的空洞),通过调整或者控制掺入杂质的成份、结构和大小得到纳米级的新相,达到提高热电材料ZT值的目的。 (2)开发梯度结构材料。功能梯度材料主要有两种:一种是载流子浓度梯度热电材料,即沿着材料的长度方向载流子浓度被优化,让材料的每一部分在各自的工作区达到最大的优值;另一种是分段复合梯度热电材料,由不同材料连接构成,每段材料工作在最佳温度区,可在大温差范围内工作从而达到较高的热电转换效率。 日本研究人员发现采用5种不同载流子浓度值的PbTe在300~1000K的温度范围内梯度化,其平均热电优值比单一材料增加1.5倍左右。Muller等利用4层不同掺杂浓度的FeSi2制备出热传感器并对其进行了测试,发现该元件在 -50~500℃的范围内Seebeck系数保持在270μV/K,波动小于±2%。Kang等研究 了SiGe/PbTe/Bi 2Te 3 三段层状热电元件,工作温度从室温到1073K,最大效率可 达17%;对二元(PbTe) 1-2 (SnTe)合金进行Ag元素掺杂并实现三段结构梯度化, 结果表明三段梯度热电材料PbTe/(PbTe) 0.8(SnTe) 0.2 /(PbTe) 0.6 (SnTe) 0.4 的最 大输出功率达175W/m2,性能比单段材料至少提高16%。

2021年太阳能光伏发电系统基本组成

太阳能光伏发电系统基本组成 欧阳光明(2021.03.07) 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 理论上讲,光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合,上至航天器,下至家用电源,大到兆瓦级电站,小到玩具,光伏电源无处不在。太阳能光伏发电的最基本元件是太阳能电池(片),有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等。其中,单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源等。中国国产晶体硅电池效率在10至13%左右,国际上同类产品效率约12至14%。由一个或多个太阳能电池片组成的太阳能电池板称为光伏组件。 太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V,还需要配置逆变器。各部分的作用为:(一)太阳能电池板:太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分,也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳

的辐射能力转换为电能,或送往蓄电池中存储起来,或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。 (二)太阳能控制器:太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方,合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。 (三)蓄电池:一般为铅酸电池,小微型系统中,也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,到需要的时候再释放出来。 (四)逆变器:在很多场合,都需要提供220V AC、110V AC 的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12V DC、24V DC、48V DC。为能向220V AC的电器提供电能,需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能,因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合,需要使用多种电压的负载时,也要用到DC-DC 逆变器,如将24V DC的电能转换成5V DC的电能(注意,不是简单的降压)。

工程热力学论文2

工 程 热 力 学 论 文 姓名: 学号:1011011014 序号:05

太阳能热发电热力分析 摘要:从热力学角度出发,研究了太阳能热气流在集热棚、烟囱及风力透平机组内的能 量转换过程,建立了无能量损失的理想热力过程,以及包含各种能量损失的实际热力过程模型.鉴于太阳能热气流发电站的大尺寸特征,采用了一维假设建立了集热棚内热气流的传热模型,采用龙格一库塔方法对温度方程进行数值求解.最后对一个100研级的太阳能热气流发电站进行了试算.其主要参数为集热棚直径3600m,烟囱高950m,设计功率1001,研.给出了该电站的风力透平轴功率随质量流量和太阳能吸收强度的变化规律,集热棚内的温升曲线,以及风力透平机的设计参数. 关键词:太阳能热发电;集热棚;热力分析;轴功率 现状综诉:太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程中所产生的能量。据测算,太 阳每秒照于地球上的能量相当于500万t煤。可以说,太阳能就是人类“用之不竭”的可再生能源。根据有关预测,21世纪的全球能源结构将发生重大变化,太阳能和其它可再生能源将替代石油和煤炭,逐渐成为世界能源的主角。到2050年,太阳能、风能和生物质能在各种一次能源构成中所占的比例将高达50%,远高于石油(0%或甚微)、天然气(13%)、煤(20%)、核能(10%),水电(5%)和其它(2%)。 太阳能热发电技术是具有较强竞争力的可再生能源发电技术。太阳能集热器把收集到的太阳辐射能发送至接收器产生热空气或热蒸汽,用传统的电力循环来产生电能,发电运行成本低,并可以与化石燃料形成混合发电系统。太阳能热发电无噪音,无污染,无需燃料,不受地域限制,规模大小灵活,故障率低,建站周期短,这些优势都是用其它能源发电所无法比拟的,对中国等太阳能资源丰富的国家来说是一个很大的机遇。 太阳能热发电技术综合性很强,涉及太阳能利用、储能、新型材料技术、高效汽轮机技术和自动控制系统等问题,不少发达国家已投人大量人力和物力。经过近40年的研究,太阳能热力发电装置的单机容量已从千瓦级发展到了兆瓦级,目前世界上已有几十座MW级的太阳能热电站投入运行。许多科学家纷纷预测,至2l世纪初中期,太阳能热发电的电价极有可能降到与化石能源电价相同的水平。我国学者潘垣等(2003)近年来致力于太阳能热气流技术的研究和推广,对我国太阳能资源分布状况、技术及经济性分析进行了广泛的调研,认为在本世纪,大规模太阳能热气流发电技术与核聚变发电技术,.是使我国从根本上摆脱能源资源“瓶颈”约束的两个重要途径。代彦军(2003)对宁夏地区发展太阳能热气流发电技术进行了理论探索。 原理简述: 本文利用理论及数值方法,对太阳能热气流发电技术的理想及实际热力过程进行分析,考虑了风力透平中的能量损失和烟囱流动损失对系统性能的影响。由于太阳能热气流发电系统具有超大几何尺寸,采用一维换热假设对系统内的传热过程进行建模,所建立的方程

温差发电技术与参数

温差发电是一种合理利用余热、太阳能、地热等低品位能源转换成为电能的有效方式。温差发电具有结构简单,坚固耐用,无运动部件,无噪音等特点。目前在国外已广泛研究。使用普通化石燃料作热源以形成温差发电器的实用系统首推美国专为野外使用而发展的军用电源。它们以各类军队常用的燃油燃烧产生的热量为热源转换为供给战场、尤其是前沿阵地各种电器设备的电能。由于在这些环境中低噪声、能快速启动、能长期连续工作、易携带、维护方便、后勤保障便利等是使用方首要的考虑,在这些方面,温差电转换发电器大大优于常用的内燃式驱动发电机和化学蓄电池。1988年美国生产了一种外型尺寸为 41.2cmX42.2cmX27.3cm的燃烧式温差发电器,该设备的发电元件由120对热电偶组成,可使用多种军用燃油,一次装载后连续工作12小时,产生13.1V直流电压,向负载提供120W的电功率。 2温差电技术的应用 随着环保意识的加强以及对传统能源未来匮缺的担心,充分利用余热发电的技术手段日益受到关注。2003年黎巴嫩大学的学者将温差电发电器的热端与该国的一种做饭用的火炉外壁连接,冷端置于空气中,利用炉壁的高温与环境的温差来发电。其实验中所使用的温差电元件即产自中国,因为中国的元件性价比最高,该设备实验中单片元件可产生4W的电功率。中国目前已成为世界上最大的温差电元件生产出口国,这为我国未来温差电的广泛应用打下了坚实的基础。 2.2太阳能和地热能热源 太阳能和地热能是新能源体系的主要组成部分,它们无污染,而且可以认为是无匮缺的长期资源。太阳能利用最为方便的形式是集热,通过集热后产生的温差即可用于发电。 2004年泰国学者通过利用置于屋顶的铜板吸收太阳能集热升温与环境之间的温差发电带动轴流风机引导屋顶空气自然对流从而达到给屋顶降温的效果。 2.3放射性同位素热源 对于需要长时间不间断供电而且无须人工维护的应用,温差电转换发电是一种较为理想的选择。所剩下的主要问题就是要寻找一个同样是体积小、寿命长的相应热源。由同位素放射产生热量的方式因其能量密度高、工作寿命长、可靠性高等优点被视为理想热源。 医学应用:放射性同位素热源的温差发电器用于向人体植入的器官或辅助器具供电,使之能长期正常工作,如人造心脏或心脏起博器。这类产品可耐受1600K以上的高温,其辐射水平比夜光表还低,依据放射源的半衰期其使用期限可达87年。 海洋和地面应用:随着人类在边远地区、海洋的活动不断增加,对能长期工作而不用太多维修的能源系统的需求日增。美国海军是海洋用放射性同位素温差发电器的最大用户。他们使用的典型发电器为Gulf Millibats,设计的工作深度达10KM,温差电偶材料为碲化铋,热源为同位素锶-90,可以提供电压为1.5到1.8V,功率不小于1W,寿命长达10年,通过直流-直流转化器获得24V的输出电压。1961年12月在Chesapeake Curtis海湾为核动力系统设置的第一台SNAP系统,在阿拉斯加的Umeat无人气象站。该站电能由一个至少6年无需维护的温差发电器提供。 空间应用:卫星用原子核辅助能源系统(SNAP)的发展始于1955年。1961年6月,美国海军装有SNAP3A这种能源系统

太阳能光伏发电基本原理.

太阳能光伏发电基本原理 1. 太阳能光伏发电系统的组成 太阳能光伏发电系统主要由太阳能光伏电池组,光伏系统电池控制器,蓄电池和交直流逆变器是其主要部件。其中的核心元件是光伏电池组和控制器。各部件在系统中的作用是: 光伏电池:光电转换。 控制器:作用于整个系统的过程控制。光伏发电系统中使用的控制器类型很多,如2点式控制器,多路顺序控制器、智能控制器、大功率跟踪充电控制器等,我国目前使用的大都是简单设计的控制器,智能型控制器仅用于通信系统和较大型的光伏电站。 蓄电池:蓄电池是光伏发电系统中的关键部件,用于存储从光伏电池转换来的电力。目前我国还没有用于光伏系统的专用蓄电池,而是使用常规的铅酸蓄电池。 交直流逆变器:由于它的功能是交直流转换,因此这个部件最重要的指标是可靠性和转换效率。并网逆变器采用最大功率跟踪技术,最大限度地把光伏电池转换的电能送入电网。 2.太阳能光伏电池板: 太阳能电池主要使用单晶硅为材料。用单晶硅做成类似二极管中的P-N结。工作原理和二极管类似。只不过在二极管中,推动P-N结空穴和电子运动的是外部电场,而在太阳能电池中推动和影响P-N结空穴和电子运动的是太阳光子和光辐射热(*。也就是通常所说的光生伏特效应原理。目前光电转换的效率,也就是光伏电池效率大约是单晶硅1 3%-15%,多晶硅11%-13%。目前最新的技术还包括光伏薄膜电池。 1839年,法国物理学家A.E.Becquerel在实验室中发现液体的光生伏特效应(由光照射在液体蓄电池的金属电极板上使得蓄电池电路中的伏特表产生微弱变化至

今,在所有能找到的材料中,由单晶硅做成的P-N结光伏电池是光电转换效率最高的材料。 3.太阳能光伏发电系统的分类: 目前太阳能光伏发电系统大致可分为三类,离网光伏蓄电系统,光伏并网发电系统及前两者混合系统。 A离网光伏蓄电系统。这是一种常见的太阳能应用方式。在国内外应用已有若干年。系统比较简单,而且适应性广。只因其一系列种类蓄电池的体积偏大和维护困难而限制了使用范围。 B光伏并网发电系统,当用电负荷较大时,太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时,或用不完电力时,就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下,该系统省掉了蓄电池,从而扩张了使用的范围和灵活性,并降低了造价。 CA, B两者混合系统,这是介于上述两个方之间的系统。该方案有较强的适应性,例如可以根据电网的峰谷电价来调整自身的发电策略。但是其造价和运行成本较上述两种方案高。 光伏产业投资焦点应集中在薄膜光伏电池领域 新能源板块短期面临估值偏高的窘境全球光伏产业维持热络,薄膜光伏电池地位崛起 根据Solarbuzz最新数据,07年全球光伏系统装置容量达2826MW,较06年大增62%,其中德国07年光伏系统 装置容量达1328MW(占比高达47%占居第一位,增速为38%,其次是西班牙的640MW(占比达23%,增速为480%,美国为220MW(占比为8%,增速为57%,日本市场占比持续下降,07年装置容量仅230MW(占比8%,衰退了22%。 07年全球太阳能电池产量达到3436MW,较06年增长了56%,中国厂商07年市占率由06年的20%

工程热力学论文

目录 太阳能热机发电 (2) 前言 (2) 一、太阳能发电类型 (2) 1.1. 太阳光发电(亦称太阳能光发电) (2) 1.2. 发电(亦称太阳能热发电) (2) 二、太阳能热机发电原理 (2) 2.1.能热机发电系统 (2) 三、热力学分析 (3) 四、前景展望 (9)

太阳能热机发电 前言 太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的亲睐,在人们生活、工作中有广泛的作用,其中之一就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光,把水烧至沸腾变为水蒸气,然后用来发电。 一、太阳能发电类型 1.1.太阳光发电(亦称太阳能光发电) 太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、 光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式,在光化学发电中有电化学光伏电 池、光电解电池和光催化电池。 1.2.发电(亦称太阳能热发电) 太阳能热发电是先将太阳能转化为热能,再将热能转化成电能,它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能,如半导体或金属材料的温差发电,真空器件中的热电子和热电离子发电,碱金属热电转换,以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机(如汽轮机)带动发电机发电,与常规热力发电类似,只不过是其热能不是来自燃料,而是来自太阳能。今天我们主要来看一下太阳能热能发电的第二种情况——通过热机发电。 二、太阳能热机发电原理 2.1.能热机发电系统 2.1.1.太阳能蒸发器太阳能真空管、联集箱、导管、控制阀、安全阀、保温箱体、冷却器; 热机(活塞式发动),主要包括发动机箱体、活塞、连杆、曲轴、进排气阀、控制凸轮、发电机等。 2.1.2.原理 太阳能集热器内装有介质,集热管吸收太阳辐射使介质蒸发,产生高温高压蒸汽,这种高温高压蒸汽

冷能温差发电技术及材料研究进展

冷能温差发电技术及材料研究进展 胡 放3 戚学贵 王学生 任 超 代晶晶 (华东理工大学机械与动力工程学院) 摘 要 温差发电技术是一种直接利用热电材料完成热能到电能转换的能源利用技术。介绍近年来关于温差发电的实验和理论研究的国内外现状以及各种热电材料的研究进展和制备状况。 关键词 温差发电 LNG冷能 热电材料 热导率 磁控溅射 0 前言 21世纪的能源短缺促使各国展开多种形式的开源节流,并促使了全球能源体系的重大调整。展望我国从目前到2050年能源需求与保障供应的可能性,煤的份额将由目前的约70%减少至2050年的约40%,天然气、水电、核电份额将有所增长,还有约15%的缺口要靠大规模发展非水能的可再生能源来补足[1]。理论上只要存在冷、热温差,就可转化得到可供利用的能源,故可称为冷、热温差资源为温差能源。开发利用温差能源,国内外已进行了相当多的探索和应用,且工作主要集中于热电转换材料的温差发电[2~4]。 1 L NG冷能利用现状 LNG(liquified natural gas)是天然气经过脱酸、脱水处理,通过低温工艺冷冻液化而成的低温(-162℃)液体混合物。每生产1t LNG的动力及公用设施耗电量约为850k W?h;而在LNG接收站,一般又需将LNG通过气化器气化后使用,气化时放出很大的冷量,其值大约为830kJ/kg(包括液态天然气的气化潜热和气态天然气从储存温度复热到环境温度的显热)。我国将在沿海地区相继建成十几个LNG接收站,每年将进口数以千万吨计的LNG,同时携带着巨额冷量[5]。在高能源价格下,液化天然气的巨大能耗和汽化天然气的冷能浪费使LNG的冷能利用成为热电转换中的新兴领域。 2007年福建已经以每年260×104t的规模进口LNG,华南理工大学[5]为其设计了“超低温冷能的火用分析和火用经济价值估算通过冷媒循环利用LNG 冷能系统”以及“LNG冷能用于空分和中低温冷用户的集成方案”,可以冷却290×104t空气,相当于60000m3/h的氧气制备规模,即一套特大型常规空气分离装置的规模,其大致可以生产11000 m3/h的液氧、47000m3/h的氧气、80000m3/h左右的液氮和氮气,以及1800m3/h左右的氩气。 另外一例国内LNG接收站冷能利用以深圳大鹏湾接受终端[6],如不采用LNG的冷能综合利用技术,每年排入附近海域的冷量将达到215×109 MJ。因此,研究LNG冷能的综合利用技术不仅有利于节约能源,发展循环经济,而且能最大程度减少LNG终端站对附近海域的影响,保证该湾区甚至全部沿海地区的可持续发展。 在国内,LNG低温电能利用尚处于实验室研究阶段。目前所提出的LNG冷能发电主要是利用LNG的低温冷能使发电装置中循环工质液化,而后工质经加热气化再在气轮机中膨胀作功带动发电机发电。全静态的热电材料温差发电方式具有简单、无运动部件、组合方便等很多优点,因此它是一种实现LNG低温冷能温差发电的颇具前景的途径。 北京化工大学的Lu、W ang两人[7]设计开发了直接利用LNG冷能的朗肯循环,以氨水—水作为 3胡放,女,1986年7月生,硕士研究生。上海市,200237。

海洋温差发电

海洋温差发电报告 海洋是世界上最大的太阳能接收器,6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能,相当于2500亿桶石油所含的热量.吸收太阳热能的海洋表面温度较高, 大海里蕴藏着巨大的热能,而一定深度海水温度较低.海洋温差发电是利用海洋表面和海洋深处的温度差来发电的新技术。据估计只要把南北纬20度以内的热带海洋充分利用起来发电,水温降低1℃放出的热量就有600亿千瓦发电容量,全世界人口按60亿计算,每人也能分得10千瓦,前景是十分诱人的。自1979年8月在美国夏威夷建成世界上第一座温差发电装置以后,世界各国都对海洋温差发电给予足够的重视,这是一种巨大的能源,同时又是一种有利于环保清洁可再生的新能源,因此,如果能够充分利用这一技术,则能有效缓解能源问题。 一海洋温差发电原理 海水随著深度愈深,温度愈低。根据调查,南太平洋的海水温度在水面是摄氏三十度,水面下一百公尺处是二十三度,二百公尺处急降为十四度,五百公尺处就低到七度而已。也就是利用这种温度差转为能量的。它的基本原理是利用太阳辐射的热量进入海面以下1米处,就有60%~68%被海水吸收掉了,而几米以下的热量已所剩无几了,即使海面上有波浪搅动,水温有所调节,但水深200米处,几乎没有热量传到。海洋温差发电就是将海洋表面的温水引进真空锅炉,这时因压力突然大幅度下降,温度不高的温水也立即变成蒸汽。例如,在压力为0.031兆帕时,24℃的水也会沸腾。利用这种温度不高的蒸汽可以推动汽轮发电机发电,然后用深层的冷海水冷凝乏气,继续使用。 从理论上说,冷、热水的温差在16.6℃即可发电,但实际应用中一般都在20℃以上。凡南北纬度在20度以内的热带海洋都适合温差发电。例如,我国西沙群岛海域,在5月份测得水深30米以内的水温为30℃,而1000米深处便只有5℃,完全适合温差发电。 二海洋温差发电的发电系统 1.开式循环系统 开式循环系统如图所示。表层温海水在闪蒸蒸发器中由于闪蒸而产生蒸汽,蒸汽进人汽轮机做功后再流人凝汽器。来自深层的冷海水作为凝汽器的冷却介质。由于水蒸汽是在负压下工作,所以必须配置真空泵。这种系统简单,还可兼制淡水;但设备和管道体积庞大,真空泵及抽水水泵耗功较多,影响发电效率。

工程热力学论文

工程热力学课程论文 柴油机实际循环的传热分析 姓名:______________________________________ 班级:______________________________________ 教学号:____________________________________ 任课老师:__________________________________

目录 前言 一、柴油机实际循环的组成 (1) 二、实际循环的特点 (2) 三、实际循环理想化 (2) 四、传热的相关基础知识 (3) 五:柴油发动机的传热分析 (4) 六:参考文献 (7)

前言 在工程热力学中,我们将柴油机实际循环理想化为绝热压缩过程;定容加热过程;定压加热过程;绝热膨胀过程;定容放热过程。这样几个理想过程,而理想化的模型忽略了很大部分传热的能量损失问题,故在此讨论柴油机实际循环中的传热损失。 在研究传热损失之前,有必要了解一下了解了柴油机的各个实际循环过程。 一、柴油机实际循环的组成 柴油机有四冲程机与二冲程机二种, 一个工作循环都由进气、压缩、燃烧膨 胀、排气过程组成。如果一个工作循环 在活塞连续的四个行程中完成,称为四 冲程机;如果一个工作循环在活塞连续 的二个行程中完成,称为二冲程机。所 以本节的讨论对四、二冲程内燃机都适 用。下面以现代机械喷射四冲程柴油机 的p-V图为例,介绍其工作循环。 0-1为吸气过程:吸气过程中,由于 流动阻力,缸内气体压力略低于大气压 图9-1 四冲程柴油机示功图 力。 l-2为压缩过程:压缩早期,空气从气 缸壁吸热,q>0;压缩后期,空气向气缸壁放热,q<0。压缩过程的平均多变指数n=1.34~1.37。压缩终点空气温度约600℃~700℃,压力约3~5Mpa,超过柴油自燃点(335 ℃左右)。 2-3-4为燃烧过程:现代柴油机采用喷油泵和喷油器,将燃油在压缩冲程上止点前(2′点)喷进气缸,由于高压燃油(供油压力80~150MPa)经细小如针孔的喷孔挤出时受到强烈的摩擦、扰动以及气缸内压缩空气的阻力,被粉碎成雾状,细微的燃油被高温压缩空气加热而蒸发,与空气形成可燃混合气,当某处燃油达到自燃点燃烧,放出热量而引燃所有可燃混合气。燃油在上止点前喷入气缸到火苗出现的这段时间,称为“滞燃期”,滞燃期内积累的燃油量在活塞位于上止点附近的一瞬间燃烧放热,工质压力在一瞬间上升到6~8Mpa,使理想循环可以认为这部分热量是在定容下加入的;而火苗出现后喷入的燃油由于随喷随烧,此时活塞已向下止点方向运动,燃烧放热量使气缸

太阳能光伏发电系统方案

光伏发电示范项目系统设计建议书 示范项目名称:XXXXXXXXX示范项目 二〇一〇年十月

目录 第1章项目概况 (1) 1.1 项目地理情况 (1) 1.1.1 地理位置 (1) 1.1.2 供电要求 (1) 1.2 项目建筑类型(BIPV) (2) 第2章一般光伏发电系统的价格构成...............................................错误!未定义书签。第3章光伏并网发电系统设计原则与原理. (2) 3.1 总体设计原则 (3) 3.1.1 视觉美观性 (3) 3.1.2 太阳辐射量 (3) 3.1.3 电缆长度 (4) 3.2 方案设计原理 (4) 第4章光伏系统监控设计 (6) 第5章效益分析 (7) 5.1 发电量计算与节能减排量分析 (8) 5.2 资金投入与效益分析 (10) 第6章某太阳能电源技术有限公司...................................................错误!未定义书签。 6.1 雄厚的集团背景.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 6.2 超强的项目管理能力.......................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3 卓越的设计团队.................................................................................................................. 错误!未定义书签。 6.4 “一揽子交钥匙服务”...................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.5 增值服务 ............................................................................................................................. 错误!未定义书签。第7章在节能方面为万达服务过的项目 .. (20) 第8章附录《政策分析》 (21)

相关主题
相关文档 最新文档