集装箱船余热回收系统中温差发电模块的热电耦合分析

随着热电发电、热电制冷技术研究的不断深入,热电在船舶余热回收方面有了重大突破.以集装箱船余热回收系统中温差发电模块为研究对象,考虑了热电模块热端和冷端温度差存在温度变化的实际情况,运用ANSYS软件建立了热电单P-N结模型,分析了热电单元温度场的分布规律,得到了温差发电系统的输出特性,根据分析结果进行了温差发电模块用于...     

汽车尾气温差发电装置中热电器件的试验研究

为了利用热电器件回收汽车尾气的废热进行发电,构建了一个可模拟汽车尾气温差发电装置的热电器件测试平台,测试了不同热源温度、冷源温度、安装压力以及相同冷热源温差而不同冷热源温度下国产某型Bi2Te3基低温热电器件的输出性能。结果表明,单个热电器件的输出性能与其安装压力和冷热源温差成正比,在相同冷热源温差条件下可适当降低冷源温度以提高其性能;随着冷热源温差增大,热电器件的最大功率所对应的输出电流明显增大;利用汽车发动机自身冷却系统中约90℃的冷却水对汽车尾气温差发电装置进行冷却时,当热端温度达到350℃的最大耐温值,安装压力大于57kPa时,单个热电器件的最大输出功率在3W以上。最后,基于该热电器件提出了汽车尾气温差发电装置的优化设计策略及其工作条件。     

热管式船舶烟气余热温差发电装置的设计与研究

本文设计并搭建了利用热管强化传热的船舶烟气余热温差发电实验装置,并选取三组热源温度(275℃、300℃和325℃)开展实验,验证了该装置的可行性,并得出热源温度是影响温差发电装置输出性能的主要因素,为节能减排提供了方法和依据。     

温差发电系统在汽车发动机上的应用研究

汽车尾气温差发电系统可将排放出来的尾气热能转化为电能,可以节省能源,提高燃油的利用率,是当今汽车行业发展的热门技术之一。针对现阶段该系统的硬件结构不足及输出功率较小的问题,通过对温差发电系统原理的研究,分析了影响发电模块输出功率和热能转换效率的因素,并对温差发电系统进行结构上的优化设计,改善了发电装置的整体性能,为其在实际应用中提供了技术支持。     

基于塞贝克效应的热电转换仪器的研制

针对工业废气热能利用问题,研制了一种基于塞贝克效应的半导体热电转换仪器。该仪器使用MSP430芯片作为主控核心,主要包括热电转换模块、温度控制模块、A/D转换模块、输出性能参数显示模块;在一定范围内设定温差,可以产生相应大小的电能且通过LCD1602实时显示出热电转换模块相应的输出电压值/电流值;并对采集的参数数据进行分析,得出了影响其输出性能的相关因素。实验结果表明:该仪器操作方便、测量精度高、热电转换现象明显。     

全桥直流变换器在MPPT中的应用

由于光伏硅电池的独特输出特性,为能够将光伏阵列转换的能量以最大功率输出,就需要对光伏阵列的输出电流、电压进行实时控制,以实现最大功率点跟踪;另外,随着具有MPPT功能的DC/DC变换器的引入,对光伏发电系统的效率也产生了很大的影响.为提高光伏发电系统的效率,采用了移相全桥ZVS DC/DC 变换器作为光伏发电系统 MPPT 变换电路,并对应该具备 MPPT 功能的 DC/DC 变换器进行了设计.最后,采用了1 kW实验样机进行了一系列的实验.实验结果验证了该理论分析和设计的正确性.     

形状记忆合金温控的磁流变液自发电传动研究

介绍了形状记忆合金温控的磁流变液自发电传动工作原理;基于形状记忆合金的温度力学特性,建立温度与形状记忆合金温控开关输出行程的关系式。基于发电机输出特性和形状记忆合金弹簧的力学特性分析,建立了温度与输出转速和输出电流的关系,并根据自发电原理建立了磁感应强度和温控开关电阻与发电机参数关系式。基于黏温方程,建立温度与输出转矩关系式。研究结果表明,弹簧输出行程、输出电流、输出转矩和输出转速随着温度的变化而变化;根据建立的损耗功率关系式,对比普通磁流变风扇离合器,在通常工作温度范围内,自发电传动装置损耗的功率更小。     

汽车尾气热电转换装置电气拓扑结构优化

针对汽车尾气热电转换装置多个热电器件温差和自身特性的差异,为了最大化发挥各热电器件的发电潜能,对热电转换装置的热电模块进行拓扑结构的优化,基于图论的方法将热电模块的串并联问题抽象为数学问题,再针对性地设计了算法,通过实验室台架实验测试和数据验证,使得热电转换装置对外输出最大功率。     

复合式压电悬臂发电梁设计与实验分析

为了解决压电悬臂发电梁共振频率带宽小,不能完全发挥其发电能力的问题,利用有限元仿真分析软件ANSYS,仿真分析了常规的压电悬臂发电梁的前六模态和输出特性,在仿真分析的基础上提出了对压电悬臂发电梁的压电片进行分割组成复合式压电悬臂发电梁,并搭建实验平台验证其输出特性。实验结果表明:在相同的实验条件下复合式压电悬臂发电梁的发电量是常规的压电悬臂发电梁发电量的1.37倍,并且其输出效率是常规压电悬臂发电梁1.5倍。因此,提出的复合式压电悬臂发电梁可以有效地提高压电悬臂发电梁的发电能力和输出特性。     

基于BP神经网络光伏发电系统MPPT的研究

本文首先研究了温度、光强、阴影三个外界因素对光伏电池输出特性的影响。然后,考虑这些因素设计BP神经网络跟踪光伏发电系统的最大功率点。最后,建立MPPT控制的光伏发电系统的仿真模型,并进行了仿真研究。结果表明,该方法能够正确、快速地跟踪光伏电池的最大功率点,具有较好的控制精度。     

基于遗传算法优化的RBF-BP神经网络在光伏阵列MPPT的研究

为了高效地追踪光伏电池的发电输出功率,结合光伏电池输出非线性的特点,提出了一种基于遗传算法优化的RBF-BP组合神经网络,用于对光伏阵列最大功率点追踪(MPPT)。首先研究了光伏电池的输出特性,在此基础上提出了RBF-BP双隐层组合神经网络。为了更加准确地预测光伏电池最大功率点,进一步运用遗传算法对组合神经网络进行优化。将影响光伏电池输出的主要因素光照强度和温度作为神经网络的输入建立预测模型,通过MATLAB对该模型进行仿真。仿真结果表明,该系统具有追踪精度高、速率快、迭代次数少等优点,有效地提高了对光伏电池输出最大功率点追踪的精度和效率。     

面向大空间烟气余热的管式温差发电装置研究

电厂等工业领域存在大量高温烟气，温度为100～150℃,有大量余热可回收利用。温差发电技术在中低温余热能量回收中有重要应用，但现有的温差发电装置通常将烟气引入装置内部进行换热发电，难以满足电厂等大空间烟气余热场景的工程应用需求。对此，设计研制了一款使用方式类似于低压省煤器，可放置于烟气内部的管式温差发电装置。搭建了大型烟道试验平台，研究烟气温度、烟气流速、冷却水流速对管式温差发电装置发电性能的影响规律。当进口烟气温度为150℃,烟气流速为1.8 m/s,冷却水温度为20℃,冷却水流速为1.15 m/s时，获得37.35 W的输出功率，并且转换效率达到1.95%。这一研究为温差发电装置的设计提供了新思路，对推动温差发电技术走向工程应用具有重要意义。     

尾气温差发电系统设计及其试验研究

为了能够对发动机排气系统的废气能量进行回收利用,提高发动机的热效率,对如何设计温差发电系统进行了研究。提出了采用数值计算的方法对集热器阻力和冷端散热能力进行分析,从而辅助完成尾气温差发电器的设计方法。在此基础上完成了尾气温差发电器的加工,利用台架试验对设计方法的可行性进行了研究,研究结果表明,数值计算结果和台架试验结构的偏差在5%以内,因此采用数值计算的方法辅助完成尾气温差发电系统设计是可行的;同时还发现,采用强制通风冷时可以降低冷端温度,提升温差发电片两端温差,有助于提高温差发电系统的输出功率。     

内置式温差发电器流固耦合数值仿真

建立了内置式温差发电器的物理和数学模型,并对该模型进行了详细的阐述,网格划分和数值仿真完成后,得到了稳态下内板的温度分布场。通过对内板温度场的研究和分析可以得到结论:降低冷却液温度和提高冷却液流速有助于提高内置式温差发电器的发电性能,梅花形结构内板的内置式温差发电器的发电性能比一字形结构内板的内置式温差发电器的发电性能更好。该结论对提高内置式温差发电器的发电性能和优化内置式温差发电器的结构有着重要作用。     

基于固定电压法和功率前馈电导增量法MPPT的研究

在光伏发电系统中,光伏电池的最大输出功率受温度和光照条件的影响,采用最大功率点跟踪（MaximumPowerPointTracking,简称MPPT）的方法可以使光伏电池持续输出最大功率。通过对光伏电池模块各种最大功率跟踪方法的分析讨论,提出了一种改进的MPPT方法一一固定电压法结合功率前馈电导增量法,并基于Buck电路用matlab对光伏系统进行了分析与仿真,其结果表明,与常规CVT法,电导增量法相比,该方法能够有效提高最大功率点的追踪精度。     

基于PSIM的光伏组件仿真模型的研究

为了更好的研究了光伏阵列的特性,提高光伏并网发电系统的可靠性和效率,提出了一种光伏阵列的简化数学模型,在PSIM仿真环境下,采用外扩DLL的方式建立了光伏阵列的外特性模型,参照CEC5—72--180M型号的光伏组件的产品参数进行仿真,并对不同温度和光照强度条件下光伏阵列的输出特性进行了研究,阐述了光照和温度对输出电压、电流和功率的影响。仿真结果表明该模型能够准确地反映其物理特性,为光伏发电系统的仿真分析提供了依据。     

智能化太阳能与风能联合发电冷藏海鸭蛋的研究

通过对太阳能发电和风力发电的研究,利用光电传感器和步进电机对太阳能最大功率进行跟踪调节并发电;利用转速传感器、电压传感器和MSC1210Y微处理器对风力发电进行数据采集和对电机转子励磁控制;并利用开关电源把太阳能发电和风能发电进行联合,滤波整流后给对蓄电池组充电,再经逆变器转换成稳定的输出功率和电压,供给海鸭蛋冷藏室的制冷设备,实现了智能化太阳能与风能联合发电对海鸭蛋冷藏保鲜。实验表明,该联合发电方法,输出功率和电压稳定,满足海鸭蛋冷藏保鲜室供电要求。     

基于HID灯数字控制的最大功率输出研究

针对HID灯功率输出特性。本文提出了一种新型的HID灯最大功率输出控制方法,其控制思想是当HID灯点火成功后,对灯的电压和电流取样并计算此时的功率,然后增加全桥变换器开关管占空比ΔD后得当前功率,用当前功率与前一次的功率比较,如果当前功率比上一次功率大,则继续增加占空比ΔD,直到功率不变为止,此时输出功率为HID灯的最大输出功率。理论分析、仿真和实验结果验证了该控制方法的可行性。     

局部阴影下光伏阵列建模分析与输出特性仿真研究

光伏阵列由一系列的光伏电池通过串并联组成,其输出特性直接影响光伏发电系统的控制。在分析光伏电池工作原理的基础上,首先建立光伏电池的等效物理模型和方便应用的工程实用模型,分析了光照强度和电池温度对光伏电池输出特性的影响。接着建立了光伏阵列的数学模型,对均匀光照和局部阴影下光伏阵列的输出特性进行了仿真研究。最后指出,局部阴影下光伏阵列表现为多峰值、多阶梯输出特性,为提高光伏发电系统的效率,需要研究多峰值输出特性下的全局最大功率跟踪方法。     

基于MSP430的温差发电仪的设计与实现

为解决工业余热、废热重新利用的问题并响应国家节能减排的号召,基于热电效应设计并研制出一种在实验室条件下可实现的低温差发电仪,实现了温差发电目标以及演示功能。根据温差发电基本原理,建立半导体温差发电仪器的理想模型。以微控制器MSP430为主控核心,采取温度传感器AD590为测温载体,并基于热力学基本热流法来确定温差发电仪测定平台。测试结果表明:负载电阻增加,输出功率先增加后减小,当达到匹配电阻时达到最大值。结论表明:该温差发电仪满足设计要求,工作性能良好。