基于理论模型的热光伏发电系统的优化设计开题报告

 2024-06-16 16:26:53

1. 本选题研究的目的及意义

热光伏发电作为一种新兴的能源转换技术,近年来受到越来越多的关注。

不同于传统太阳能光伏发电,热光伏发电系统不受太阳光谱限制,能够利用任何高温热源,例如太阳能、燃烧、核能以及工业废热等,将热能高效地转换为电能。

因此,它具有广泛的应用前景,特别是在提高能源利用效率、减少环境污染等方面具有重要意义。

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2. 本选题国内外研究状况综述

热光伏发电技术的研究在国际上起步较早,近年来取得了显著进展。

1. 国内研究现状

国内学者在热光伏领域的研究起步相对较晚,但近年来发展迅速,在理论模型建立、系统设计和材料制备等方面取得了一系列成果。

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的研究内容主要包括以下几个方面:
1.热光伏发电系统基础理论研究:深入研究热辐射、光伏电池工作原理、热光伏发电系统效率以及影响效率的关键因素,为系统建模和优化设计奠定理论基础。

2.热光伏发电系统理论模型建立:基于辐射传输理论、光伏电池模型和热平衡方程,建立一个能够准确描述热光伏发电系统运行特性的理论模型。

该模型将考虑辐射、传导和对流等多种热传递方式,以及光伏电池的非理想特性。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和案例分析相结合的研究方法,具体步骤如下:
1.文献调研:针对热光伏发电技术、理论模型建立、系统优化设计等方面进行全面系统的文献调研,了解国内外研究现状、最新进展和存在的问题,为本研究提供理论基础和参考依据。

2.理论模型建立:基于热辐射理论、光伏电池模型和热平衡方程,建立一个能够准确描述热光伏发电系统运行特性的理论模型。

该模型将综合考虑辐射、传导和对流等多种热传递方式,以及光伏电池的非理想特性,例如光谱响应、暗电流和串联电阻等。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.建立更精确的热光伏发电系统理论模型:与现有模型相比,本研究将考虑更多因素的影响,例如光伏电池的非理想特性、系统的热损失等,以提高模型的准确性和可靠性。

2.提出更有效的热光伏发电系统优化设计方法:本研究将采用先进的优化算法,并结合对系统物理机制的深入理解,以寻求更优的系统结构和工作参数,以最大限度地提高系统效率。

3.对不同参数对系统性能的影响进行深入分析:本研究将利用所建立的理论模型,系统地分析不同参数(例如,选择性吸收体的发射率、光伏电池的禁带宽度、系统的几何结构等)对热光伏发电系统效率的影响,为系统设计提供理论指导。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 刘畅,黄潜,王志,等. 热光伏电池发展现状及关键技术研究[J]. 中国科学:技术科学, 2022, 52(2): 135-155.

[2] 黄潜. 近场热光伏系统能量转换机制及应用研究[D]. 北京: 中国科学院大学, 2021.

[3] 周游, 张博, 蔡志强, 等. 热光伏技术研究进展[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(15): 1500001.

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