低频简支梁压电发电装置实验研究

利用制备的压电厚膜采用简支支撑方式,设计和制作了压电发电装置,并对该发电装置进行了压电发电实验研究。实验结果表明,单片压电厚膜在外加作用力频率从0²Hz发生变化时,在负载电阻值为105kΩ时可获得约130μW的最大输出电功率。研究中还发现增加并联的厚片数目可成比例地增加输出功率,因此能满足用于无线车辆检测传感器的功率要求。     

基于压电片的风力发电装置及其自动迎风研究

根据压电材料的压电效应,设计了一种利用压电片将风能转换为电能,且能自动迎风的风向标式风压发电装置。建立了该装置的数学模型,基于力矩分析,导出了其满足自动迎风要求的参数关系式。装置利用风力吹动压电片震荡,通过能量收集电路收集压电片产生的电能供负载使用。通过对整个装置进行力矩分析及系统稳定性研究表明,该装置在任意风向情况下能自动迎风稳定运行,可满足路灯等小功率负载的供电要求。     

风光柴互补发电系统控制策略的研究

随着不可再生能源的大量消耗,无污染的可再生能源的应用成为世界性的课题。充分利用风能和光能资源发电,可减少采用单一资源可能造成的电力供应不足,使风光互补发电系统在资源上具有最佳匹配,而把柴油机作为后备辅助发电装置,能使系统更加稳定、完善。在风光柴互补发电系统中采用最大功率跟踪（MPPT）控制策略,实现了系统的优化控制。     

新型风力压电发电装置设计及发电性能

为了利用压电发电装置采集自然界中的风能,并解决传统压电发电装置受外界振源限制的缺陷,设计了一种新型的风力压电发电装置。对装置中的悬臂梁压电振子进行了发电电压的理论分析及有限元验证,结果表明,压电振子发电电压的理论计算结果与ANSYS仿真结果基本吻合,两者之间的误差仅为0.54%。在此基础上,运用ANSYS有限元软件来计算该新型风力压电发电装置的发电能力,计算得到装置在振幅为1 mm、频率为20Hz的简谐力作用下,一个悬臂梁压电振子所产生的电压为30.1V。为了获得最佳的发电性能,对发电装置的结构参数进行了优化设计,研究结果表明,当悬臂梁压电振子的上表面比风车轴凸轮上凸点的最低点位置高2mm时,该装置具有最佳的发电性能,一个悬臂梁压电振子可产生约60.3V的发电电压。     

现代城市道路综合发电系统

基于经济的高速发展,城市因交通而产生诸多污染与能源的浪费,我们设计了现代城市道路综合发电系统,目的是解决一些污染问题,并合理利用废弃能源,服务城市。这里我们以武汉为例来介绍,其他城市可以以此来作为借鉴。我们的装置主要表现在三个方面：利用风力发电;利用嗓音发电;利用温差发电。本文针对以上三个方面进行阐述。     

意大利建成反光型太阳能发电装置

意大利科研人员最近在佛罗伦萨附近的山丘上建成一个名为“旋转镜面集光电站”的太阳能发电装置，其发电功率为200kW，可供60户普通居民使用。     

双稳态压电悬臂梁发电性能分析

利用增量谐波平衡法(IHB)对双稳态压电发电系统的发电性能进行了研究.首先通过与龙格-库塔法(R-K)数值计算的结果相对比,证明IHB法解的有效性;其次利用IHB法分别计算了磁化强度不同时双稳态压电发电系统的电压幅频响应曲线及不同的负载电阻下的发电功率,得出双稳态压电发电系统的电压幅频响应存在解的跳跃现象,并且当磁场强度增大时,电压幅频曲线向右偏移,大幅运动的响应频带变宽,最大幅值变大.另外,分析了系统电阻匹配问题,只有选择合适的电阻值时,发电功率才能达到最大;最后与线性压电发电系统相比,得到双稳态压电发电系统在低频宽带下能产生较高的发电功率.     

TPMS用压电发电装置研究

提出利用压电发电装置替代电池为汽车轮胎压力监视系统(TPMS)提供实时电能,在分析了压电振子安装方式、固有频率及车速对压电发电装置发电能力影响的基础上,设计了一款适合安装在车轮毂上的压电发电装置,并对其发电性能进行了试验分析和理论计算,结果表明,压电振子在既垂直于轮毂又垂直于车轮滚动方向的安装方式下,利用两片不同固有频率的悬臂梁型压电振子制作的压电发电装置产生的电能满足汽车轮胎压力监视系统(TPMS)的供电要求.     

MatLab在光伏发电基础数据处理中的应用研究

Mat Lab是一种数值计算和图形图像处理工具软件,其具有数值计算高效,图形图像处理工具完备等优势。在Mat Lab软件环境下编程,能够实现对光伏发电系统发电功率基础数据中的伪数据进行数值分析、函数计算和数据奇异点筛查,还可以在Mat Lab中编程实现BP人工神经网络的构建、训练和预测数据等工作,有效地提高了光伏发电系统历史数据样本的真实性和可靠性,为后续光伏发电功率短期预测的准确性提供有力数据支撑。本论文首先在MatL ab环境下编制数值计算程序,利用小波函数的震荡特性和迅速衰减到零的特点,将基础数据进行6层小波分解达到将其中的不良数据检测出来并进行剔除的目的。然后利用Mat Lab进行BP神经网络的构建、训练和数据预测,从而得到真实可靠的光伏发电历史数据,为光伏发电系统发电功率短期预测提供能反应其变化规律的真实历史信息。     

风电发电功率预测模型改进研究

为了提高风力发电机的发电功率和使用效率,需要进行风电发电功率有效预测,实现电机优化控制。提出一种基于模糊PID的风电发电功率预测模型。首先建立风电发电机的电路模型,以风电发电机的输出目标电流、输出功率、励磁电流和动子电流等参量为约束参量模型,进行风电发电机的控制器模型设计。在优化控制模型中,根据基尔霍夫电压回路模型建立发电功率预测的模糊PID控制目标函数,并进行最优解求取,实现发电功率有效预测。实验结果表明,采用该方法进行风电发电功率预测的精度较高,收敛性较好,有效提高了风电发电机的输出效率。     

光伏发电系统最大功率点激光定位系统

传统光伏发电系统最大功率点定位精度较差,导致光伏发电系统的功率增益较差,为此提出基于激光点跟踪定位的光伏发电系统最大功率点激光定位方法。构建光伏发电系统的电路阻抗参数分析模型,通过滤波电感和滤波电容联合参数估计的方法,进行光伏发电系统最大功率控制和潮流逆流点跟踪控制,根据控制器参数和功率变化量跟踪定位进行功率突变诱发的激光点,采用激光点扫描方法进行光伏发电系统的受控源参数分析,建立光伏发电系统的端电压分析等效模型,通过光伏并网逆变稳态控制对光伏发电系统最大功率点进行控制,通过激光点定位方法,实现光伏发电系统最大功率点激光定位系统的优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行光伏发电系统最大功率点激光定位的精度可达99.96%,功率突变引发的电路过渡过程得到优化控制,提高了光伏发电系统的稳定性和输出增益。     

基于模糊控制的光伏最大功率跟踪控制研究

本文分析了光伏发电系统最大功率跟踪的原理,提出了利用模糊控制来实现最大功率跟踪的方法.模糊控制具有跟踪精度高,响应迅速,鲁棒性好等优点,并且不依赖与具体数学模型.同时给出了模糊控制器的详细设计过程,利用matab进行了仿真,获得了很好的输出结果,表明模糊控制用于光伏最大功率跟踪的优越性.     

温差发电热电性质及其在数码产品充电中的应用

本文以塞贝克效应为理论基础,研究了半导体温差发电模块输出电压/输出功率与冷热面温差的关系;并结合高性能隔热材料与密封材料,利用半导体发电片两面温差进行发电;再配合相应的整流稳压模块,制作了一套基于低品位热源温差发电技术的数码充电装置,应用温差发电于数码产品充电服务。     

压电陶瓷发电装置的能效优化系统设计

针对压电发电装置发电效率不高的问题,设计了一种基于单片机的压电陶瓷发电装置的能效优化系统,该系统可调节悬臂梁长度来改变装置的固有频率,让系统自动适应外界振动信号变化,实现装置的能效最大化。利用LTC3331电源管理芯片来进行整流、变压,将能量存储在可充电电池的同时,又将一部分电能作为整个系统的工作能源,实现优化系统的自供电。     

静水层波浪能发电模型的水力效率分析

由于资源的过度开发导致了不可再生资源危机,可再生资源由于不当的利用对环境的危害也日益增大,全球能源供应不足的大环境中,为了解决人类当前面临的危机,辽阔宽广的海洋成为了解决危机的首选之地。本文基于静水层波浪的特点,充分利用波浪能设计了简单易行的发电装置,对静水层波浪能发电模型及相关概念进行了阐述,并深入分析了静水层波浪能发电模型在不同振幅中的水力效率,旨在为静水层波浪能发电装置的研发奠定扎实的理论基础,具有一定的现实指导意义。     

基于压电效应的风力发电方法研究

为实现利用压电材料进行环境能量转换的目的,设计了一种能利用风能驱动多片压电片振动发电的装置。该装置通过风能驱动叶轮旋转,利用叶轮的旋转扭力迫使压电片振动,将压电片振动产生的电能通过整流电路、储能电容及DC-DC转换后供负载使用。通过实验对压电片在不同条件下的发电性能进行了测试,实验结果表明,该装置可实现多片压电片对环境能量的收集转换,为此类装置的设计提供了参考,同时也为压电环境能量采集技术提供了新思路。     

基于粒子群优化算法的光伏最大功率跟踪

针对光伏发电系统在局部阴影条件下呈现高度非线性、时变不确定性和多个局部功率峰值的特点[1],提出一种粒子群优化和改进的扰动观察法结合的MPPT算法。此算法首先利用粒子群算法来快速寻找最大功率区域,然后改进的扰动观察法精确化最大功率点,克服光伏发电系统最大功率陷于局部最优。建立仿真模型,通过仿真实验验证了这种控制方法能快速找到全局最大功率,具有更加突出的动态响应性能,避免了功率损失,提高光伏发电效率。     

基于神经网络的新能源电站发电功率预测方法

针对忽视了天气因素,功率预测结果与实际功率相差较大的问题,提出了基于神经网络的新能源电站发电功率预测方法。使用卷积神经网络,构建新能源电站发电功率预测模型,确定神经网络激活函数,确定不同新能源电站发电功率数据之间的关联性,分析预测结果与实际发电功率间的误差,完成新能源电站发电功率预测。实验结果表明,此方法在晴天与非晴天条件下,均可得到精度较好的预测结果,缩短预测结果与实际发电功率的差距。     

温差发电器的设计

温差发电器是一种利用大自然中广泛存在的温差进行发电的装置。温差发电器主要由半导体温差发电模块和控制器两部分组成,半导体温差发电模块将热能转化为电能,并通过充电电路将电能储存在蓄电池中;控制器主要完成限流、欠压保护功能。同时,还设计了升压电路,从而使温差发电器输出较高的电压。     

风光互补发电系统中MPPT控制策略的研究

随着不可再生能源的逐渐枯竭和环境问题的日益严重,对新型可再生能源的探索是志在必行。而在众多的新型可再生能源中,风能和太阳能的利用突显出了优异的特性,文章针对风光互补发电系统中最大功率跟踪问题,分别研究了光伏发电和风力发电的MPPT控制策略,给出了每一种控制策略的优缺点和适用场合,最后对风光互补发电系统的实现电路进行分析,研究了一种双输入的结构,为系统的进一步研究提供了参考。