太阳能烟囱发电技术

2024-06-28

太阳能烟囱发电技术(共4篇)

太阳能烟囱发电技术 篇1

0 引言

太阳能热气流发电系统主要由集热棚、导流烟囱、涡轮发电机组3部份组成。近些年,许多学者先后做了不同类型的实验,验证太阳能热气流发电的可行性,探讨其发电系统的主要影响因素等[1,2,3,4,5,6];应用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法对太阳能热气流发电装置进行数值模拟,对装置内部的速度场、压力场和温度场等分布情况进行了系统的探讨[7,8,9,10,11,12]。烟囱是太阳能热气流发电系统中的关键部分,利用烟囱的抽吸作用,系统能够产生较大的气流和压差,为发电机组提供动力。合理的烟囱高度、直径是实现发电机组正常高效运行的必要条件。就目前太阳能热气流发电系统而言,烟囱高度一般都很高,烟囱的建造费用很大。若在烟囱内对热气流进行二次辅助加热,进一步提高气流温度,增大气体内能,可有效合理降低烟囱高度[13,14,15,16,17]。本文利用CFD数值模拟软件Fluent对辅助加热烟囱特性进行了数值模拟,研究了辅助加热气流焓值变化对烟囱速度场、压力场分布的影响,并与无辅助加热情况进行了比较[18,19,20,21,22,23]。

1 模型的建立

1.1 物理模型

图1为太阳能热气流发电辅助加热系统原理图。集热棚吸收太阳辐射能量并进行蓄热,和流过的空气进行对流换热,使空气温度升高,在烟囱抽力作用下气体向上流动,经辅助加热后,温度进一步升高,密度减小,气体内能增大,气流速度增大,压差增大,从而驱动风力发电机组运行发电。该系统比传统的太阳能热气流发电系统多了辅助加热系统,可进一步升高空气温度,增加烟囱的抽吸能力。即物理模型如图2所示,烟囱高度H1=100 m,直径D2=18 m;集热棚直径D1=160 m,入口高度H3=4 m,坡度为0.050°;辅助加热高度H2=45 m,对称分布4个面积为1.57m2的送风口。

1.2 数学模型

1.2.1 数学模型的建立

将系统内气体视为连续介质,其流动和传热过程为稳态过程,应用质量守恒、动量守恒和能量守恒定律建立数学模型。动量方程采用Boussinesq近似,即只在浮力项中考虑密度变化;湍流闭合采用标准k-ε双方程模型。具体如下:

连续性方程

动量方程

能量方程

式中:ui为i方向的速度矢量;ρ为大气密度;ρ0为环境空气密度;μeff为有效粘性系数;gi为i方向上的惯性加速度;Si为动量方程i方向上源项;T为热力学温度;keff为有效传热系数;ST为体积热源。

1.2.2 边界条件

流场边界条件:固体壁面采用无滑移边界条件,入口采用压力入口条件,出口采用压力出口条件,且入口、出口的相对压强为0 Pa。

温度边界条件:通过前期实验得出蓄热体表面的温度为350 K,集热棚表面温度为300 K;系统入口温度采用环境温度300 K;烟囱采用混凝土结构,其壁面采用绝热边界条件。

1.3 数值计算

网格划分:太阳能热气流发电系统整体采用三维模型进行模拟。在划分网格时,将模型分为3个部分,分别进行网格划分,网格总数为717 410个,以得到较高的网格质量。烟囱部位和集热棚部位,网格采用六面体网格方式划分为结构型网格。烟囱与集热棚连接部位的网格采用四面体网格方式划分为非结构型网格,以达到把主要部位连接在一起的目的。集热棚底部利用边界层网格进行划分,目的是在边界附近产生高质量的网格单元。

应用Fluent软件进行模拟计算,压力-速度的耦合采用Simple算法,动量方程、能量方程及其他方程的扩散-对流项,均采用二阶迎风格式。图形处理采用Tecplot软件。

2 计算结果及分析

表1为辅助加热烟囱气流速度随各参数变化情况,表2为辅助加热烟囱压力随各参数变化情况。图3是烟囱底部气流速度随辅助加热气体焓值变化情况。由图3可知,烟囱底部气流速度随辅助加热气体焓值的增加而增大;同时随辅助加热气量与总气量比率增大而增大,且随辅助加热气量与总气量比率的增加而增加趋势较明显。辅助加热气体焓值小于400 kJ/kg时,烟囱底部气流速度增加趋势较明显。当辅助加热气量与总气量比率为9%,辅助加热气体焓值大于400 kJ/kg时,烟囱底部气流速度增大幅度不是很大。

与无辅助加热比较,辅助加热气量与总气量比率为9%时,动能变化率、压力变化率随辅助加热气体焓值变化情况分别见图4及图5。由图4及图5可知,动能变化率、压力变化率随辅助加热气体焓值增加而增加,辅助加热气体焓值在400 kJ/kg左右时曲线出现拐点,焓值小于400 kJ/kg时,烟囱底部的动能变化率、压力变化率增大幅度较大,具有工程实际意义。焓值大于400 kJ/kg时,动能变化率、压力变化率增大幅度不是很大。

与无辅助加热比较时,压力变化率、动能变化率随辅助加热气量与总气量比率变化情况分别见图6及图7。可见压力变化率、动能变化率随辅助加热气量与总气量比率的增加而增大。适当增加辅助加热气量,可提高烟囱的抽力。

当没有太阳光照射,气象参数发生变化,烟囱内外气体温差较小,影响发电机组正常发电时,可采取辅助加热的措施,提高烟囱的抽力,增大烟囱底部气流速度,增加负压,以确保发电机组的正常连续运行。

3结论

在烟囱高度不变的情况下,辅助加热气体焓值变化,会对烟囱内气流的速度场、压力场有一定程度的影响。当辅助加热气量与总气量的比率为9%,辅助加热气体焓值在110~800 kJ/kg之间变化时,则烟囱底部动能与无辅助加热比较增大1.35~2.76倍,压力增大1.37~3.80倍。因此,太阳能热气流发电系统辅助加热可强化烟囱的抽吸作用,有利于发电机组正常连续运行,提高发电输出功率。

太阳能烟囱发电技术 篇2

各位领导,同志们:

大家好!今天,我们在这里举行**市八步水利电业有限公司**火力发电厂烟囱爆破仪式。借此机会,我代表县委、县政府,向关心支持藤县节能减排工作,关心支持藤县经济社会发展的各级领导和社会各界人士表示衷心的感谢!

**市八步水利电业有限公司

**火电厂始建于1988年,于1993年建成投产,总装机容量5万千瓦,建厂以来累计发电达22.4亿千瓦时,完成产值达7.39亿元,产生了巨大的经济效益和社会效益,为**市、梧州市,乃至广西、广东的电力供应作出了重大贡献,也为我县的经济社会发展作出了突出贡献。

但是,由于小火电厂存在着高能耗、高污染、低产出的弱点,随着国家产业政策的调整和对节能减排工作的高度重视,小火电厂也完成了它应有的历史使命。关停小火电厂,是推进节能减排工作的重要举措,也是贯彻落实科学发展观的重要体现。因此,梧州市和我县在今年4月份对**火电厂下达了在年内关停的通知。该厂关停拆除后,将为我县腾出每年260.8吨二氧化硫、6.5吨化学需氧量的环境容量,同时减少耗煤8万多吨。目前,在**市八步水利电业有限公司及有关部门的支持配合下,**火电厂的关停拆除工作进展十分顺利。在此,我代表县委、县政府对**市八步水利电业有限公司以及**火电厂的全体职工表示衷心的感谢!

我们将以**火电厂烟囱爆破拆除和**火电厂的关停为契机,全力打好节能减排攻坚战,全面完成今年节能减排工作任务,为建设资源节约型和环境友好型社会而不懈努力。

最后,预祝**火力发电厂150米烟囱爆破拆除成功!

太阳能烟囱制冷系统的研究 篇3

摘要:

通过分析制冷系统和太阳能烟囱热气流发电系统的技术和特点,提出了太阳能烟囱制冷系统.将太阳能烟囱系统与制冷系统相结合进行制冷,可实现制冷不用电.该系统由烟囱、集热棚、蓄热层、涡轮机、开启式制冷压缩机、冷凝器和变速器等组成.介绍了太阳能烟囱制冷系统的结构特点、工作原理以及系统相关参数的计算方法.分析结果表明,太阳能烟囱制冷系统结构简单,运行维护方便,制冷不用电,无污染,具有良好的环境效应,可根据环境温度改变压缩机运行转速调节供冷负荷,能有效解决热带及沙漠地区的供冷及供电问题.

关键词:

太阳能烟囱系统; 制冷系统; 系统参数

中图分类号: TB 61+5; TK 514文献标志码: A

Abstract:

By analyzing the technical features of solar hot air chimney generating electricity and refrigeration system,a solar chimney refrigeration system combining with them to provide cooling water without electricity was proposed.It is made up of chimney,heat collector,heat storage layer,turbine,opentype compressor,condenser,and transmission.The operation principles,structure characteristics and geometric theory of this refrigeration system were formulated and analyzed,and the calculation formulae for refrigeration performance parameters and size of chimney and heat collector were deduced preliminarily basing on rated cooling capacity.The analysis results show that this mechanism is of simple structure,easy operation and maintenance,refrigerating without electricity,no pollution and has good environmental effect.It can change the speed of the compressor to regulate cooling load according to the ambient temperature,besides,it can effectively solve the problem of cooling and power supply in tropical and desert regions.

Keywords:

solar chimney; refrigeration system; system parameters

在压缩式制冷系统中,压缩机依靠电源供电,使制冷剂在系统内循环.为使系统热量能够在冷凝器内有效释放,在冷凝器侧安装了电机和叶片.电机供电后,叶片强制环境空气流过冷凝器进行换热,空气带走制冷系统的热量,实现制冷.制冷系统耗电量大,在炎热的夏季易产生用电高峰,造成供电紧张.因此,研究各类低耗电量或不用电的制冷系统,具有重大现实意义.

由于具有不依赖电力、不使用氟利昂作制冷剂、季节适应性好、无运动部件、可利用余热废热等优点,吸收式制冷系统在中央空调中得到广泛应用.但该系统节电不节能,能效低,能耗大,机组笨重且价格无优势,所以,吸收式制冷系统的发展也受到了一定的限制[1-3].相对于太阳能吸收式制冷系统,太阳能光伏制冷系统具有制冷效果好、能量利用率高及自身损失低等优点,尤其是近年来随着光伏电池产业的蓬勃发展以及光电转换效率的不断提高,太阳能光伏制冷显示出了强劲的发展势头.但光伏电池板和电能储存装置铅酸蓄电池在制造过程中耗能及污染都很大,且工作寿命短,不易维护,光伏转化效率仍然不高,光伏电池板也容易受自然因素的影响,同时成本的居高不下也大大限制了太阳能光伏制冷系统的发展[4-5].

为此,提出了太阳能烟囱制冷系统,利用流过制冷系统冷凝器的高速太阳能烟囱热气流带走冷凝热,并驱动制冷系统压缩机进行制冷.该系统利用可再生的太阳能作为驱动能源,可不使用电能.

1结构特点

太阳能烟囱制冷系统结构示意图如图1所示.它由烟囱系统、涡轮机系统和制冷系统组成.

烟囱系统主要包括烟囱、集热棚、支架及蓄热层等.烟囱通常采用玻璃纤维材质包覆木质竖直框架制成;集热棚用金属支架支撑,其上铺盖玻璃、薄膜等透明或半透明材料;蓄热层一般采用砂石或土壤制成.涡轮机系统包括涡轮机、传动轴及变速器等.涡轮机安装在烟囱底部入口处,主要作用是将热气流动能转化为机械能,并通过变速器驱动压缩机运转;变速器安装在涡轮机和压缩机之间,用以调节压缩机运转速度.制冷系统主要包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、储液罐、气液分离器及连接管等.压缩机为开启式制冷压缩机,安装在涡轮机下方;冷凝器按平铺方式安装在压缩机下方;蒸发器采用管壳式换热器,通过该蒸发器向外界提供冷媒水.

2工作原理

太阳能烟囱制冷系统的基本原理是利用温室效应、烟囱效应、风力涡轮机技术和制冷技术.太阳辐射透过集热棚透明材料使蓄热层和空气的温度升高,同时蓄热层也参与加热集热棚中的空气,使其密度小于集热棚外相同高度处的大气密度,从而和环境形成密度差.棚中央的烟囱起负压管的作用,加大了系统内外的压力差,形成强烈的上升气流.当系统内部空气以一定的速度进入烟囱入口时,热气流驱动设置在烟囱底部的涡轮机转动,从而推动压缩机运转进行制冷[6].热气流一方面驱动涡轮机转动,另一方面也通过流经冷凝器带走制冷系统的冷凝热.反过来,冷凝器加热了热气流,对驱动涡轮机转动起到促进作用.

2.1烟囱系统

太阳能烟囱系统主要是将太阳能转化为空气内能,再转化为动能.其运行原理为集热棚构成了一个巨大的温室,空气在其内部受热产生密度差,在重力和烟囱负压的作用下产生上升的热气流.此外,蓄热层在白天存储的太阳能,可用于夜间加热空气,以保证烟囱系统在夜间也能产生上升气流驱动制冷系统进行制冷.

2.2涡轮机系统

涡轮机安装在烟囱底部压力梯度变化最大处,由系统内部空气进入烟囱时形成的强烈上升气流推动,将空气流的动能部分转变为涡轮机的转动机械能,通过变速器调节转速最终驱动压缩机运转进行制冷.

当太阳辐射较低、环境温度低时,所需冷量较少,此时,涡轮机入口空气流速度也低.为保证涡轮机能正常驱动压缩机,变速器需同步降低压缩机转速,减小压缩机输入功率,减小冷量输出.反之,当太阳辐射较强时,所需冷量较多,此时涡轮机能提供压缩机较多功率,通过变速器提高压缩机转速,增大冷量输出.

2.3制冷系统

在涡轮机的驱动下,制冷系统在蒸发器处吸收热量,在冷凝器处释放热量,从而通过蒸发器向外提供冷媒水,实现制冷.所采用的开启式制冷压缩机直接由涡轮机通过变速器进行驱动.由于原动机与制冷剂和润滑油不直接接触,原动机不必满足耐制冷剂和耐油的要求,因而该系统可采用氨制冷剂.该系统易拆卸,方便维修,但由于其密封性能较差,制冷剂易通过支承轴承向外泄漏,因此必须有轴封装置[7].冷凝器为风冷式换热器,由于只作冷凝器使用,更适合采用结构紧凑、换热效率高的微通道换热器.为保证系统的正常运行,在压缩机进、出口处加装气液分离器和油分离器.此外,在冷凝器出口加装储液器.

3系统相关参数计算

对太阳能烟囱制冷系统进行设计时,首先要确定供冷负荷(额定制冷量),并由此计算涡轮机输入制冷系统的功率,再根据涡轮机输出功率对集热棚和烟囱进行设计,从而评估经济效益,确定设计方案.计算中假设:① 烟囱内不存在涡轮机;② 不考虑烟囱内空气在流动过程中产生的摩擦且烟囱壁面绝热;③ 系统内的气体近似为不可压缩流体.

3.1制冷系统性能参数[8]

假设制冷系统额定制冷量为Q0,制冷剂采用R134a.制冷循环的压焓图如图2所示,其中:h为焓;p为压力;点1、2分别对应压缩机吸气口、排气口状态;点3对应冷凝器出口状态;点4对应蒸发器进口状态;点2s为等熵压缩过程的终点.

由采光面积Acoll即可计算集热棚直径.根据陈伟华[11]的研究,在特定规模下,烟囱高度决定了系统的最大抽力.集热棚高度有一个最佳值,当离地高度大于该最佳值时,系统不能提供足够的内外压力差,多余的空气受热后形成不规则旋流,从入口处流出,带走部分热量,使系统效率降低.

4优势与不足分析

太阳能烟囱制冷系统无需消耗电能但可实现制冷.相比于传统的电驱动式、吸收式和太阳能光伏制冷系统,具有明显的优势.不过,该制冷系统也存在一些本质上的不足.

4.1优势

(1) 设备简单,制冷不用电,运行成本低.太阳能烟囱制冷系统制冷不用电,其冷凝器也是采用高速热气流进行换热,所以运行成本较低.

(2) 转化效率高.制冷系统直接利用涡轮机机械能驱动压缩机进行制冷,减少了涡轮机机械能转换为电能,输送后转换为机械能,再驱动压缩机进行制冷等中间环节,所以系统转换效率高.

(3) 太阳能存储方便,夜间可制冷.蓄热层在白天存储了太阳能,在夜间加热集热棚内的空气,保证了系统持续稳定供冷,降低了对太阳光照变化的依赖性.

(4) 可有效解决热带及沙漠地区的供冷及供电问题,如中东地区、非洲的赤道地区等.将系统进行改进后,利用涡轮机一部分机械能驱动发电机,则该系统既能供冷,又能供电.

(5) 该制冷系统以太阳辐射为动力源,空气为驱动工质,不会产生氮、硫氧化物等化石能源所带来的污染气体,也不会产生二氧化碳、甲烷等温室效应气体,无任何环境污染,具有良好的环境效应.

4.2不足之处

(1) 规模大,前期投资成本高.由于太阳能转换为机械能的效率不高,使得所需的土地面积相当大,对应的集热棚和烟囱规模也要很大,所以导致投资成本很高;

(2) 冷凝温度高,对制冷效果影响大.冷凝器安装在烟囱底部入口处,所处环境温度很高,导致制冷系统的冷凝温度高,所以冷凝器的安装位置有待进一步研究.

5结论

提出了太阳能烟囱制冷系统,将太阳能烟囱与制冷系统相结合进行制冷,实现制冷不用电.介绍了该制冷系统的结构特点、工作原理以及系统相关参数的计算方法.分析结果表明,太阳能烟囱制冷系统结构简单,制冷不用电,运行成本低,能有效解决热带及沙漠地区的供冷及供电问题,无污染,具有良好的环境效应.总体上看,太阳能烟囱制冷系统在解决能源短缺和环境问题等方面,具有良好的应用前景,但其商业化尚需在今后的实践中进一步探索和研究.

参考文献:

[1]王永刚,钟水库.太阳能溴化锂吸收式制冷技术的研究进展[J].能源研究与信息,2009,25(3):160-166.

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[3]万忠民,杜健嵘,舒水明,等.新型太阳能降压吸收式制冷空调系统特性的理论分析[J].制冷学报,2007,28(1):49-53.

[4]刘忠宝,杨双,刘挺.太阳能光伏直流蓄冷冰箱系统的实验研究[J].太阳能学报,2012,33(5):795-801.

[5]刘群生,付鑫,张鹏,等.太阳能光伏直流冰箱系统性能研究[J].太阳能学报,2007,28(2):184-188.

[6]陈静.太阳能热气流发电技术的研究[D].杭州:浙江大学,2012.

[7]吴业正,李红旗,张华.制冷压缩机[M].2版.北京:机械工业出版社,2011.

[8]杨宇飞,袁卫星.光伏直接驱动的蒸汽压缩式制冷系统仿真[J].太阳能学报,2012,33(9):1553-1559.

[9]田艳荣,李义科,杨燕,等.太阳能热气流发电系统塔囱高度直径的设计计算[J].内蒙古科技大学学报,2011,30(1):66-69.

[10]葛新石,叶宏.太阳烟囱发电系统及其固有的热力学不完善性分析[J].太阳能学报,2004,25(2):263-268.

太阳能烟囱发电技术 篇4

【关键词】计算机模拟;太阳能;光伏发电;分析研究

1.太阳能光伏发电相关概述

1.1 太阳能光伏发电定义阐释

太阳能光伏发电指的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构成光伏发电系统。太阳能是一种绿色无污染的清洁性能源,解决了火力发电的空气污染物排放问题。

1.2 太阳能光伏发电的发展

早在十九世纪四十年代,就出现了利用太阳能进行发电的方式。光伏电池也在二十世纪五十年代就出现,并在七十年代太阳能发电技术得到了广泛推行。在日本、美国等各发达国家,太阳能发电技术得到了应用推行,并在各国政策支持下进一步发展。目前中国也十分重视新能源领域,尤其是太阳能光伏发电的相关产业有些已经达到了国际先进水平。

1.3 太阳能光伏发电的特点

太阳能是可再生资源,从地理学角度来说,太阳能资源具有覆盖范围广泛的特点,并且能量巨大,相当于130万吨的煤进行燃烧所产生的能力。并且太阳目前正值活动旺盛时期,太阳能辐射时间据研究可持续十亿年之久。并且太阳能的利用方式简单,不需要进行采掘,直接收集辐射即可获取。太阳能在利用生产过程中不会产生多余污染,是一种绿色环保的新型能源。同时太阳能安全温和,不会导致工业事故发生。根据中国地理情况研究,在中西部地区接受阳光辐射量大,可利用太阳能进行光伏发电产业发展。

2.计算机模拟技术与太阳能光伏发电

2.1 计算机模拟技术

计算机模拟是在科学研究中常采用的一种技术,特别是在科学试验环节,利用计算机模拟非常有效。所谓计算机模拟就是用计算机来模仿真实的事物,用一个模型来模拟真实的系统,对系统的内部结构、外界影响、功能、行为等进行实验,通过实验使系统达到优良的性能,从而获得良好的经济效益和社会效益。

计算机模拟方面的研究始于六十年代,早期的研究主要用于国防和军事领域(如航空航天、武器研制、核试验等),以及自动控制等方面。随着计算机应用的普及,应用范围也在扩大,现在已遍及自然科学和社会科学的各个领域。

2.2 计算机模拟技术与太阳能光伏发电

利用计算机模拟技术,对影响太阳能光伏发电的各个因素进行数学建模,可以得到实时的太阳辐射强度和累积辐射量、任一特性曲线所对应的最佳电压、最佳电流和系统可得到的最大输出功率、任一时刻系统的发电效率和全天累积发电效率。

由以上数据可以得出太阳能实时辐射强度趋势图和全天辐射强度曲线、任一辐射强度对应的I-U、P-U特性曲线、光伏电池的发电功率趋势图和全天发电功率曲线、全天最佳电压和最佳电流曲线;发电效率趋势图和全天发电效率变化曲线。建模后可以对太阳能光伏发电系统进行评估和系统优化。

3.太阳能光伏发电系统的建模

3.1 太阳能光伏发电系统数学模型建立

太阳能辐射的被利用程度受到多种外界因素的干扰,包括大气层性质、大气层透明程度、太阳入射角度大小、土壤反射率以及太阳能辐射维度高低等,从各种外界因素对数学函数关系的影响方面进行考虑,在进行相关数学模型建设时应综合多种因素进行函数表达式的确立,以保证计算机模拟太阳能光伏发电系统的数学模型建立相对科学合理,能进行接下来的计算过程。

辐射到地球表面的太阳能分为两部分,一部分为直接被大地所接收的直接辐射强度,另一部分则是发生了分散的散射幅度强度。将影响辐射的外界干扰因素和太阳能辐射种类结合考虑,可进行计算机模拟太阳能光伏发电的数学模型建立。主要用LabVIEW软件对数学模型进行分析。

这里给出参考数学式:

Ipd=Ipb+Ihd(1+cosβ)/2+(Ihb+Ihd)p (1+cosβ)

其中,Ihd表示的是太阳能在水平面上发生散射的强度量,Ipb则为太阳能直接辐射在倾斜坡面上的能量,β为太阳光与辐射平面的夹角。

通过数学模型的建立,太阳能光伏发电的研究便有了函数表达,对研究过程起到了简洁化、直观化的处理,并使计算机模拟太阳能光伏发电有了程序基础。建立正确精准的数学模型,是开始计算机模拟实验的前提条件,能有效地帮助研究人员对研究内容更直观、详尽地进行分析。

3.2 光伏电池板的数学模型

光伏电池的等值电路模型一般有3种。第1种是不考虑光伏电池内部任何电阻的简单模型,该模型在光伏电池理论研究以及复杂光伏发电系统中应用较多;第2种模型是只考虑光伏电池并联电阻影响的模型,该模型精度稍高,但在实际应用中并不常见;第3种模型是较为精确的一种模型,其既考虑并联电阻,又考虑串联电阻的影响。

3.3 其他相关因素数学模型建立

太阳能电池板是在研究过程中所需要的重要元件,因此应结合研究用太阳能电板特性,建立太阳能电板的功率数学模型,使研究过程更加科学。

同时应建立蓄电池的数学模型,以及直流-交流逆变器的函数表达式。建立好相关数学模型,并将之与之前所建立光伏电池数学模型、太阳能辐射数学模型进行联立,得到较为统筹的数学模型,并将之录入计算机中,建立起相对应的计算机模拟太阳能光伏发电函数库,由相关技术人员进行整合编写,从而开展计算机模拟太阳能光伏发电研究。

3.4 模拟太阳能光伏发电系统

多个太阳能光伏电池板进行联合组装,构成太阳能电池板集合,便可加大对太阳能的辐射接收面积,从而获取更多太阳辐射能。接受到的太阳能会经过能量转化为电能,产生直流电并流经接线盒从而到达控制器,另一部分则流入直流-交流逆变器,并在其作用下转化为交流电。产生的交流电经过一定的升压降压处理,便提供给用电端进行使用。产生过剩额部分电流则会在蓄电池内进行能量存储,以便下次使用。

3.5 计算机模拟太阳能光伏发电的结论

通过对太阳能光伏发电系统的数学建模,借助LabVIEW软件平台,可以动态地模拟真实太阳能光伏发电系统的发电过程,直觀地了解了太阳能电池的输出特性随太阳辐射强度变化的应变关系。随着辐射强度的增加,I-U及P -U特性曲线上移,电流受光照强度影响很大,而电压受其影响较小。建立了太阳能光伏发电系统的最大功率跟踪模型,从而可确定任一太阳辐射强度下系统运行最佳电压Um和最佳电流Im,以达到最大输出功率的目的。

4.结语

随着国家对新能源发展的日趋重视,太阳能光伏发电已经成为仅次于风力发电的新能源发电力量,并且太阳能发电适宜推广、应用。利用计算机软件对太阳能光伏发电系统进行仿真建模分析,对太阳能光伏发电系统的设计、优化具有重要的意义。它使我们能够对系统有充分的认识,作出合理的判断,选择最佳的方案,以最少的代价获取最大的经济效益。

参考文献

[1]王默涵.利用计算机模拟太阳能光伏发电[J].节能,2005,05(15).

[2]杜柯.基于DSP的光伏电池数字模拟系统研究[J].华中科技大学,2006,04(01).

[3]倪敏生.太阳能光伏发电系统的计算机仿真与分析[J].合肥学院学报(自然科学版),2009,8.

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