微熱光伏電池系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、微熱光伏電池系統(tǒng)是利用燃料在燃燒器中燃燒釋放的化學(xué)能，經(jīng)輻射器轉(zhuǎn)換為熱輻射能，再利用光伏電池進行光電轉(zhuǎn)換為電能的系統(tǒng)。微熱光伏電池系統(tǒng)具有較高的理論效率與能量密度，因此得到人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)前微熱光伏電池系統(tǒng)實驗研究中存在總效率較低、整體性研究較少等問題。本文設(shè)計了一個微熱光伏電池系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)展開整體性研究，提出了熱回流罩優(yōu)化方案有效地提升了微熱光伏電池系統(tǒng)的效率。
　　基于熱輻射、熱傳遞理論與光學(xué)折射、反射定律設(shè)計了燃燒器、

2、散熱器與光學(xué)濾波器。建立了微熱光伏電池系統(tǒng)的計算模型為實驗分析提供了計算方法。對光電池、燃料、輻射器材料、燃燒器、光學(xué)濾波器、散熱裝置、輸出電路等部件進行對比與設(shè)計。選擇了以銻化鎵光伏電池作為光電轉(zhuǎn)換元件、氫氣作為燃料、不銹鋼平板式燃燒器、八層Si/SiO2光學(xué)濾波器、肋片式散熱方式的實驗方案。設(shè)計了一款DC/DC電路可將電能直接以5V、1A的形式輸出。經(jīng)過采購與加工，制造出微熱光伏電池系統(tǒng)。在微熱光伏電池系統(tǒng)基礎(chǔ)之上對不同燃燒器壁厚、

3、氫氣流速、空占比、輻射器-光伏電池間距、散熱裝置等主要影響系統(tǒng)性能的參數(shù)進行了實驗對比，驗證了相關(guān)實驗方案。最終確定了微熱光伏電池系統(tǒng)最優(yōu)工況為:燃燒器壁面厚度為0.4mm、氫氣流速為6m/s、空占比為0.9、輻射器-光伏電池距離為2cm、帶有八層Si/SiO2光學(xué)濾波器與肋片式散熱裝置。
　　設(shè)計了一款石英熱回流罩，可使燃燒尾氣回流。一方面提高燃燒器壁面溫度與燃燒效率，另一方面有效地降低了銻化鎵光伏電池的溫度。經(jīng)實驗驗證，微熱光