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摘要传统光伏电池只能有效利用紫外光和可见光部分，仅有少部辐射被分转化为电能，其余能量均转化为热能，使电池效率降低。光伏热电复合系统基于太阳能全光谱利用，是一种新型太阳能利用方式。本文对光伏热电复合系统进行了热力学分析，建立了复合系统极限效率模型, 研究了系统的极限效率与热电优值和电池温度的关系；建立了复合系统热力学模型，研究了热电器件的工作电流、热电晶粒面长比、热电晶粒布置等因素对系统效率的影响，并对参数进行了优化计算。分析了系统最优效率与辐射强度、电池温度的关系，以及系统的能量分配和能量损失。34078
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关键字： 光伏 热电 复合发电系统 参数优化
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Utilization of Full Solar Spectrum Radiation Energy
Abstract
Conventional photovoltaic cells can only use the ultraviolet light and visible light, a small part of radiation is converted into electricity, and the other radiant energy is converted into heat, so that the battery efficiency is reduced. Photovoltaic thermoelectric hybrid system is a novel energy utilization method based on exploiting the full solar spectrum radiation. In this paper, we analyze the thermodynamic model of PV-TE hybrid system, establish the model of efficiency limit of the system, and analysis the relationship between the figure of merits and battery temperature and system efficiency. The thermodynamic model of PV-TE hybrid system is established. We analyze the operating current of thermoelectric device, thermoelectric grain sizes, layout and their influence of system efficiency, and optimize these parameters. The relationship between the optimal efficiency of the system and radiation intensity and battery temperature is analyzed. The energy distribution and the energy loss of the system are analyzed.
Keywords: photovoltaic; thermoelectricity; hybrid system; parameter optimization
目 次
1 绪论1
1.1 课题背景1
1.2 课题研究目的及意义4
1.3本文工作4
2 太阳能全光谱利用的理论基础 6
2.1 光伏电池及其原理6
2.2 热电器件及其原理8
2.3 本章小结12
3 光伏热电复合系统的效率极限13
3.1 理想模型13
3.2 理想模型计算结果及分析14
3.3 本章小结17
4 光伏热电复合系统的热力学分析18
4.1 光伏热电复合系统的热力学模型18
4.2 计算结果与参数优化20
4.3 系统效率与能量损失24
4.4 本章小结27
结论 28
致谢29
参考文献30
1 绪论
本章简要介绍了当今世界及我国的能源现状，以及开发新型可再生能源的重要意义，并着重介绍了太阳能光伏发电、太阳能热电转换的原理、优势以及太阳能全光谱利用的研究情况，最后介绍了本文的研究工作。
1.1 课题背景
能源是现代社会的物质基础之一。随着社会的发展，经济及人口的增长，人类对能源的需求不断增加；同时，以煤、石油、天然气等为主的传统能源储量日渐减少，并且传统化石燃料在使用过程中的污染物排放、二氧化碳排放，将会对环境造成污染和破坏。能源问题与环境问题已经成为世界各国普遍关注的两大问题。[1]
1.1.1 我国能源现状
我国是能源生产和消费大国。我国原煤产量居世界第一，约占世界总产量的29.5%，煤储量居世界第二。原油产量居世界第五，已探明的石油可采储量居世界第十一位。天然气产量居世界第十八位。但由于我国人口众多，能源人均拥有量处于较低水平。我国人均煤炭资源仅为世界平均值的42.5%，人均石油资源仅为世界平均值的17.1%，人均天然气资源为世界平均值的13.2%[2]。因此，加快对新型能源的开发与利用至关重要。
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