太阳能光热光电的高效吸收与传递

目录 《博士后文库》序言 序前言 第1章 绪论 1 1.1 研究概述 1 1.2 太阳能热发电 2 1.2.1 光热电站 2 1.2.2 储热材料 3 1.2.3 表面涂层 4 1.2.4 体吸收 5 1.3 光伏光热耦合 7 1.3.1 吸热流体与光伏的结合 7 1.3.2 光伏-热电耦合 8 参考文献 9 第2章 太阳能热发电系统中的复合式结构 15 2.1 太阳能热发电技术概述 15 2.1.1 槽式太阳能热发电系统 16 2.1.2 塔式太阳能热发电系统 16 2.1.3 碟式太阳能热发电系统 17 2.1.4 线性菲涅耳式太阳能热发电系统 17 2.1.5 四种系统的比较 17 2.2 太阳几何学基础简介 18 2.2.1 太阳运动规律 19 2.2.2 光的反射和空间向量运算 21 2.3 太阳能热发电系统结构优化 21 2.3.1 聚光系统结构优化 21 2.3.2 光路计算 22 2.4 本章小结 25 参考文献 25第3章 太阳能储热介质的性能优化 27 3.1 复合储热介质 27 3.1.1 相变储热材料 27 3.1.2 矿物基材料 29 3.2 储热材料的设计和配置 30 3.2.1 相变材料和包裹材料的选取 30 3.2.2 工艺设计 33 3.2.3 制作复合材料 33 3.3 实验和结果分析 35 3.3.1 实验测量 35 3.3.2 结果与分析 36 3.4 本章小结 41 参考文献 42 第4章 太阳能吸热器表面涂层 45 4.1 太阳能光谱选择性吸收涂层 45 4.1.1 光谱选择性吸收涂层 45 4.1.2 涂层分类 46 4.1.3 涂层制备方法 46 4.2 太阳能柔性复合涂层 47 4.2.1 固相法制备CuAlO2粉末 47 4.2.2 制备CuO-CuAl2O4涂层 50 4.3 性能和实验分析 55 4.3.1 不同配比的涂层 55 4.3.2 吸收率和发射率 56 4.3.3 吸热实验分析 57 4.4 本章小结 64 参考文献 64 第5章 多孔介质太阳能集热器的传热特性 66 5.1 多孔介质简介 66 5.2 实验测量 68 5.2.1 材料和仪器 68 5.2.2 实验过程 70 5.3 结果和分析 71 5.3.1 不同多孔介质的对比 71 5.3.2 升降温的变化特点 735.3.3 影响因素分析 75 5.4 本章小结 75 参考文献 76 第6章 优化的纳米流体直接吸收太阳能 78 6.1 胶体碳球的制备 79 6.1.1 主要原料及设备 80 6.1.2 实验过程 80 6.2 制备纳米空心球颗粒 83 6.2.1 主要原料及设备 83 6.2.2 实验过程 84 6.3 制备纳米流体 88 6.3.1 主要原料及设备 89 6.3.2 实验过程 89 6.4 实验和分析 90 6.4.1 空心与实心的对比 91 6.4.2 混合与单相的对比 94 6.4.3 综合对比 98 参考文献 101 第7章 基于纳米流体的光伏光热耦合分析 103 7.1 常用的光伏光热系统 103 7.1.1 传统的光伏光热系统 103 7.1.2 基于纳米流体对的分频式光伏光热系统 104 7.2 物理模型和实验准备 105 7.2.1 物理模型 105 7.2.2 实验仪器和材料 106 7.3 结果和数据分析 107 7.3.1 物理参数和计算公式 107 7.3.2 实验结果和分析 108 7.4 本章小结 114 参考文献 114 第8章 太阳能光伏--热电耦合优化 116 8.1 光伏-热电耦合 116 8.2 模块简介 117 8.2.1 光伏模块 118 8.2.2 热电模块 1198.2.3 频率转换模块 121 8.3 模型设计及原理 122 8.3.1 太阳能光伏-热电模块结构 122 8.3.2 太阳能光伏-频率转换模块结构 123 8.3.3 功率计算 124 8.4 实验器材简介 125 8.5 实验及数据分析 128 8.5.1 纯光伏板实验 128 8.5.2 光伏-热电模块实验 131 8.5.3 光伏-频率转换模块实验 137 8.6 本章小结 145 参考文献 145 第9章 微纳米光伏表面结构吸收性能分析 147 9.1 微纳米表面结构 147 9.2 建立器件模型 150 9.2.1 FDTD Solutions简介 150 9.2.2 模拟结构的建立 150 9.3 硅纳米柱凹槽阵列的光吸收率 153 9.3.1 深度的影响 153 9.3.2 底圆半径的影响 154 9.3.3 添加螺纹结构的影响 156 9.4 硅纳米圆锥凹槽阵列的光吸收率 158 9.4.1 深度的影响 159 9.4.2 圆锥顶角的影响 160 9.4.3 添加螺纹结构的影响 162 9.5 本章小结 164 参考文献 165 编后记 167