聚光光伏系统性能与高效冷却技术研究

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第一章绪论

1.1聚光光伏系统的基本形式

1.1.1聚光方式

1.1.2聚光率

1.1.3跟踪形式

1.2聚光电池种类

1.2.1按聚光电池材料分类

1.2.2按聚光电池结构分类

1.3研究历史

1.3.11978年美国能源部(DOE)光伏计划

1.3.2 1980年代光伏聚光系统进展

1.3.3 1990年代光伏聚光系统进展

1.3.4 2000年代光伏聚光系统进展

1.4最新研究现状

1.4.1线聚光系统

1.4.2点聚光系统实例

1.5存在问题及课题的提出

1.6研究思路及主要研究内容

第二章聚光电池性能特性研究

2.1常规电池性能特性

2.2聚光条件下电池特性

2.2.1聚光电池简化模型

2.2.2聚光硅电池简化模型

2.2.3电池串联电阻的温度特性和光强特性

2.2.4改进的聚光电池模型

2.2.5聚光电池改进模型算例分析及实验检验

2.3聚光电池性能的主要影响因素

2.4本章小结

第三章线性聚光光伏系统实验研究

3.1线性聚光实验系统介绍

3.2实验数据的测量、采集与分析

3.3实验结果与分析

3.3.1实际工况的非理想因素

3.3.2聚光系统电性能测量与分析

3.4本章小结

第四章聚光光伏系统接收器性能影响要素及规律

4.1接收器一般结构

4.1.1聚光电池连接方式

4.1.2接收器一般结构

4.2研究对象及应用软件

4.2.1研究对象描述

4.2.2应用软件COMSOL Multiphysics介绍

4.3理论模型

4.3.1光强分布模型

4.3.2传热模型

4.3.3非均匀光强的光电转化模型

4.3.4应力应变模型

4.4数值计算及结果

4.4.1软件建模及边界条件设置

4.4.2计算结果

4.5接收器性能影响要素

4.5.1光强分布的影响

4.5.2各材料层结构尺寸的影响

4.5.3散热器性能的影响

4.5.4陶瓷层与底板的连接方式的影响

4.5.5电池串联电阻Rs温度特性的影响

4.6接收器优化设计要素以及优化实例

4.6.1接收器优化设计要素

4.6.2优化实例

4.7本章小结

第五章聚光光伏电池的高效冷却

5.1聚光电池的冷却

5.1.1冷却换热系数的影响

5.1.2接收器连接层热阻的影响

5.1.3接收器连接层热阻与换热系数的优化

5.2高效纳米相变冷却介质研究

5.2.1相变冷却介质的特点

5.2.2高效相变冷却介质性能研究

5.2.3相变冷却介质在CPV冷却器中的应用方式及冷却效率

5.3本章小结

第六章 结论

6.1聚光电池效率的影响要素及影响规律

6.2两种电池的串联电阻温度和光强特性表达式

6.3聚光光伏系统的实际光电效率

6.4非均匀聚光光强下接收器性能的影响要素及影响规律

6.5聚光光伏系统电池冷却需求以及相变冷却介质的性能与优势

6.6高效相变冷却介质在CPV冷却器中的应用方式

参考文献

附录1现有主要聚光示范系统及其参数汇总

附录2数值模拟算例：计算模型及过程报告

攻读博士学位期间发表论文情况

致谢