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太阳能线聚焦电热联供两级系统换能特性与结构优化分析研究

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太阳能线聚焦电热联供两级系统换能特性与结构优化分析研究

作者：谭礼军云南师范大学

学位级别：硕士

本文提出的槽式聚光太阳能热电两级系统,其特点是在槽式聚光热电联供系统的基础上增加了金属腔体加热级,再次对用于回收太阳电池热能的冷却工质进行加热,实现保持电能输出效率的同时输出高品质的热能,满足生产生活用热。通过理论分析与... 详细信息

本文提出的槽式聚光太阳能热电两级系统,其特点是在槽式聚光热电联供系统的基础上增加了金属腔体加热级,再次对用于回收太阳电池热能的冷却工质进行加热,实现保持电能输出效率的同时输出高品质的热能,满足生产生活用热。通过理论分析与实验研究相结合的研究方法,在太阳能线聚焦电热联供两级系统的换能特性和系统结构优化方面进行了系统的研究。本文得出如下结论:(1)通过研究不同聚光光强、不同聚光倍数条件下,太阳电池工作温度、光强对PV/T腔体电能输出的影响特性,建立空间太阳电池的输出特性:开路电压、短路电流、填充因子、最大输出功率以及电池效率与温度、光强的耦合关联性。结果表明:PV/T腔体在一定离焦平面位置,热电联供级镜面开口宽度从57 cm增加到157 cm,短路电流、相对最大功率分别下降了27.16%、27.01%;开路电压、电池效率分别增加了2.19%、83.45%。由此可见,一定范围内,随着槽式聚光镜面开口宽度的降低,几何聚光比降低,空间太阳电池的电效率将会提高。随着槽式聚光镜面开口宽度的增加,空间太阳电池的其他输出特性参数都将提高。(2)太阳电池表面辐照能流不均匀造成太阳电池片上不同位置光生载流子产生、复合和输运差异较大以致太阳电池性能、寿命下降。通过实验研究PV/T腔体在不同离焦平面位置、不同热电联供级镜面开口宽度时太阳电池阵列的输出特性变化,揭示太阳电池片上不均匀能流对电池片光电转换整体性能的影响,确定一定尺寸的空间太阳电池(PV/T腔体)放置的位置以及其最佳镜面开口宽度。结果表明,PV/T腔体在离焦平面5cm、镜面开口宽度为157cm处,最大输出功率取得最大值22.3678W,此时电池效率为2.74%;PV/T腔体在离焦平面3cm、镜面开口宽度为57cm处,电池效率取得最大值5.71%,此时电池最大输出功率为17.916W。PV/T腔体在离焦平面1cm、镜面开口宽度为157cm处取得热效率最大值58.9%,此时冷却工质温升为0.68℃,电池效率为2.2%。(3)太阳辐射能在两级系统中的热电联供级和金属腔体加热级进行光电热的能量转换,换能能流在热电联供级和金属腔体加热级之间的分配是影响系统光热、光电转换效率的关键因素。保证电能输出效率的前提下,为提高系统所获热能品质,本文通过实验研究增加不同长度的加热级金属腔体实现加热级聚光面积的增加下系统的输出性能。结果表明:1.8m2镜面热电联供级与30m2镜面加热级系统,在电池温度为73℃时,金属腔体加热级输出工质温度为62.38℃,温度提高了12.06℃,瞬时热效率为47.26%。在直辐射为992 w·m-2、1000 w·m-2时,金属腔体加热级温升分别为12.87℃、13.32℃,较1.8m2镜面热电联供级与15 m2镜面加热级系统直辐射为896 w·m-2时分别升高了74.86%、80.98%。(4)冷却工质在系统中循环的次数直接决定着系统输出热能的大小。为优化系统结构,通过实验研究了太阳能线聚焦电热联供两级系统在单次循环和闭式循环下的输出热能特性。结果表明:闭式循环下,直辐射为978 W·m-2时,系统的热电联供级热效率、加热级热效率、电效率分别为44.93%、47.26%、2.06%。较直辐射为992 W·m-2、单次循环下分别降低了21.48%、4.97%、20.77%。实验运行10分钟后,水箱中工质温度为46.7℃,提高了10.85℃,1.8m2镜面热电联供级与30 m2镜面加热级系统热效率为22.38%,实验运行20分钟后,水箱中工质温度为54.45℃,温度提高了18.6℃;运行30分钟后,水箱中工质温度为62.8℃,提高了28.7℃。(5)通过对热电联供级、金属腔体加热级分别进行最佳电能输出位置、镜面开口宽度优化以及热能主要输出单元金属腔体加热级加热方式与结构优化,得出热电联供级和金属腔体加热级的匹配和系统运行参数。本文提出的太阳能线聚焦电热联供两级系统,在保证电能输出效率的同时输出所需品质的热能。所得结论为其进一步的研究和实际应用提供了基本理论依据和初步的实验支撑。

关键词：太阳能抛物面槽式聚光两级系统金属腔体加热级输出特性

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一种改进型槽式聚光电热联供系统的性能研究

太阳能学报 2015年第10期36卷 2354-2360页

作者：谭礼军季旭李明蔡伟平龙星罗熙冷从斌云南师范大学能源与环境科学学院太阳能研究所昆明650092

提出一种改进型的槽式聚光电热联供系统,该系统在电热联供系统的基础上增加一个金属腔体再热级,实现输出高品质电能的同时输出较高温位的热能。构建改进型槽式聚光电热联供系统实验装置,通过测试实验,发现改进型系统的电输出性能和热输... 详细信息

提出一种改进型的槽式聚光电热联供系统,该系统在电热联供系统的基础上增加一个金属腔体再热级,实现输出高品质电能的同时输出较高温位的热能。构建改进型槽式聚光电热联供系统实验装置,通过测试实验,发现改进型系统的电输出性能和热输出性能均有所提高。分析改进型槽式聚光电热联供系统与单晶硅平板光伏系统、太阳能热水系统三者之间的经济效益,结果表明,改进型系统的经济性能高于单晶硅平板光伏系统,低于太阳能热水系统。

关键词：太阳能槽式聚光电热联供性能分析

CuO掺杂(Ba,Ca)(Ti,Sn)O_(3)陶瓷的结构与压电性能

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无机材料学报 2024年第10期39卷 1100-1106页

作者：彭萍谭礼涛福建理工大学材料科学与工程学院福州350108

(Ba,Ca)(Ti,Sn)O_(3)(BCTS)压电陶瓷具有优异的压电性能,在压电传感器、换能器领域表现出巨大的应用潜力。其烧结温度非常高(通常在1450℃以上),导致其在实际应用中受到限制。为了降低烧结温度,本研究以(Ba_(0.95)Ca_(0.05))(Ti_(0.90)S... 详细信息

(Ba,Ca)(Ti,Sn)O_(3)(BCTS)压电陶瓷具有优异的压电性能,在压电传感器、换能器领域表现出巨大的应用潜力。其烧结温度非常高(通常在1450℃以上),导致其在实际应用中受到限制。为了降低烧结温度,本研究以(Ba_(0.95)Ca_(0.05))(Ti_(0.90)Sn_(0.10))O_(3)为基体,选择CuO作为烧结助剂,通过传统固相烧结法制备BCTS-xCuO压电陶瓷,系统研究CuO含量对BCTS陶瓷的烧结温度、结构及介电、压电性能的影响规律。研究发现,加入CuO后,陶瓷主相为钙钛矿结构,存在少量杂相,可能是Ba_(2)TiO_(4)和Ba_(2)Cu_(3)O_(5.9)。CuO掺杂能有效将陶瓷的烧结温度从1480℃降低至1360℃,提高压电陶瓷的相对致密度,增大陶瓷的平均晶粒尺寸。当x=0.03时,陶瓷获得最高相对致密度(98.7%)和最大平均晶粒尺寸(22.5μm),同时获得最优异的电学性能:压电系数d_(33)=573 pC/N,机电耦合系数k_(p)=36%,相对介电常数ε_(r)=9467,介电损耗tanδ=0.021。与其他低温烧结的BaTiO_(3)基陶瓷相比,x=0.03陶瓷组分在低烧结温度下具有更高的d33,表现出优异的综合性能。本研究结果表明,CuO掺杂可有效降低BCTS陶瓷的烧结温度,提高压电性能,为其在压电器件领域的应用提供指导。

关键词：无铅压电陶瓷压电性能低温烧结

SDS900A型加弹机生产111dtex/72f涤纶低弹丝的加工工艺

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化纤与纺织技术 2005年第3期34卷 8-10页

作者：谭礼军开平涤纶企业集团公司广东开平529300

介绍了SCRAGG SDS900A型加弹机生产111dtex/72 f涤纶低弹丝的工艺条件。

关键词：涤纶低弹丝工艺

涤纶83dtex/72f低弹轻网产品生产工艺探讨

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化纤与纺织技术 2004年第4期33卷 8-10页

作者：谭礼军顾晓玲开平涤纶企业集团公司广东开平529300

介绍了在FK6 - 10 0 0型加弹机上生产涤纶 83dtex/

关键词：涤纶网络丝加弹机工艺参数产品生产选择

265 dtex/288 f POY生产工艺探讨

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化纤与纺织技术 2011年第3期40卷 1-4页

作者：唐荣盛谭礼军陈永升广东开平春晖股份有限公司广东开平529300

对直接纺细旦POY的生产工艺进行了探讨。通过增设环吹风筒、选择长径比大于3的喷丝板、控制纺丝温度290～296℃,控制冷却风温20～26℃及提高POY的上油率至0.5%～0.6%等措施,成功开发出品质合格的265 dtex/288 f细旦涤纶POY。

关键词：涤纶预取向丝细旦丝工艺

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DTY定长定重产品的开发

广东化纤 2002年第1期 5-8,15页

作者：邸刚利吴竹青李贤泳谭礼军罗厚中开平涤纶企业集团公司广东开平529300

对DTY定长定重产品的生产原理和影响因素作了系统分析。同时,对如何全面提高涤纶产品产质量,提高管理效率作了探讨。

关键词： DTY 化学纤维拉伸变形丝定长定重产品开发

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带背反射板太阳能真空集热管间距的光学优化

云南师范大学学报（自然科学版） 2016年第1期36卷 7-13页

作者：张华季旭李明冷从斌谭礼军云南师范大学能源与环境科学学院云南昆明650500

建立了带背反射板真空管集热器的太阳辐射模型，采用蒙特卡罗光学追踪法研究了不同管间距下集热器吸收体表面的能量分布，利用遮阴模型计算了不同管间距下带背反射板太阳能真空管集热器各季节的太阳辐射收集量．结果表明，管间距为2．3... 详细信息

建立了带背反射板真空管集热器的太阳辐射模型，采用蒙特卡罗光学追踪法研究了不同管间距下集热器吸收体表面的能量分布，利用遮阴模型计算了不同管间距下带背反射板太阳能真空管集热器各季节的太阳辐射收集量．结果表明，管间距为2．3～3．3倍管径时，真空管吸收体表面能量分布均匀，分布范围超过圆周的二分之一；当管间距为1．5～2．3倍管径时，易产生管间遮阴现象，集热吸收体表面能量分布范围不及圆周的一半；当管间距大于3．3倍管径时，易引起集热吸收体局部过热，降低集热管的使用寿命．

关键词：真空管集热器管间距太阳辐射背反射板光线追踪

图像LK光流金字塔与帧间差分法的机器人视觉避障

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中国工程机械学报 2024年第5期 690-694页

作者：杨杰谭礼健宋群王东重庆工贸职业技术学院重庆新制导智能科技研究院重庆大学材料科学与工程学院重庆工商大学重庆市智能感知与区块链重点实验室

为了提高巡检机器人视觉避障能力，构建一种综合运用LK光流金字塔与帧间差分法（TD）的优化算法。通过帧间差分运算处理图像视频序列，确定运动对象所在区域，再选择金字塔光流运算，有效消除光照环境引起的检测结果变化。研究结果表明... 详细信息

为了提高巡检机器人视觉避障能力，构建一种综合运用LK光流金字塔与帧间差分法（TD）的优化算法。通过帧间差分运算处理图像视频序列，确定运动对象所在区域，再选择金字塔光流运算，有效消除光照环境引起的检测结果变化。研究结果表明：通过帧间差分运算处理图像视频序列，确定运动对象所在区域，再选择金字塔光流运算，可以有效消除光照环境引起的检测结果变化，并且也能够对快速运动物体进行检测。环境噪声对障碍物区域产生的影响比较小，因实际测试效果受到帧间间隔的影响明显，导致有些区域无法检测。采用LK光流金字塔进行检测时，由于受到环境因素的影响明显，存在大量无关区域，此算法几乎不会受到环境因素的干扰。采用本文补偿模型形成了明显的边缘，与人眼感受深度相近的景物深度，能够有效满足计算得到的深度图数据误差补偿要求。

关键词：光流法帧间差分法巡检机器人视觉避障