基于風(fēng)冷聚光太陽能溫差發(fā)電裝置熱電耦合性能分析與試驗

王立舒，梁秋艷,2，楊鵬，張智文，徐子龍，那博宇

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，哈爾濱　150030；2.佳木斯大學(xué)機械工程學(xué)院，黑龍江佳木斯　154007）

基于風(fēng)冷聚光太陽能溫差發(fā)電裝置熱電耦合性能分析與試驗

王立舒1，梁秋艷1,2，楊鵬1，張智文1，徐子龍1，那博宇1

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，哈爾濱150030；2.佳木斯大學(xué)機械工程學(xué)院，黑龍江佳木斯154007）

為改變小型日光溫室常規(guī)供電方式，將太陽能聚光集熱技術(shù)與溫差發(fā)電技術(shù)結(jié)合，以太陽能作為熱源，北方冬季氣溫為冷源，設(shè)計聚光集熱太陽能溫差發(fā)電裝置。運用TracePro光學(xué)軟件對裝置模型光學(xué)仿真模擬。結(jié)果表明，該裝置能達(dá)到聚光集熱目的，集熱板中心位置能流密度分布最高且均勻。建立熱電耦合平衡方程，采用有限元分析方法對單PN結(jié)及熱電模塊參數(shù)模擬分析，得到溫度場、電勢場分布趨勢圖，輸出功率及熱電轉(zhuǎn)換效率隨溫差變化曲線。搭建試驗平臺，分析風(fēng)速對裝置參數(shù)影響，測試全天發(fā)電性能及連續(xù)發(fā)電性能。結(jié)果表明，隨風(fēng)速增加，集熱體溫度從378.5 K下降到327 K，熱端溫度從360.4 K下降到302.5 K，冷端溫度在風(fēng)速大于4 m·s-1后變化較明顯，從262.2 K下降到240 K；該裝置試驗期間瞬時最大輸出功率為58.6 W，平均輸出功率為56.7 W，6 h發(fā)電量為340.2 W·h，熱電轉(zhuǎn)換效率為1.1%～4.3%；連續(xù)試驗10 d總發(fā)電時間52.01 h，共發(fā)電2.74 kW·h，可滿足小型育苗溫室中育苗、照明及無線傳感器用電需求。

日光溫室；集熱；溫差發(fā)電；光學(xué)模擬；ANSYS；試驗

網(wǎng)絡(luò)出版時間2016-7-21 14:10:30［URL］http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20160721.1410.008.html

王立舒,梁秋艷,楊鵬,等.基于風(fēng)冷聚光太陽能溫差發(fā)電裝置……