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为提高太阳能温差发电装置的热电转换效率,该文设计聚光太阳能温差发电装置,利用槽式抛物面反射聚光镜进行聚光,经集热体转换为热能后提高温差发电器(thermoelectric generator,TEG)热端温度,冷端采用扁平热管作为传热元件,利用水冷散热,增大TEG冷热端温差,提高装置输出功率及热电转换效率。对装置建立能量转换平衡方程,通过数值计算分析不同太阳辐射强度对热损失、光热转换效率及热电转换效率的影响。为解决多个热电模块串联在一起,无法使每个模块都工作在最大功率输出状态,从而导致整体输出功率降低的问题,采用集中-分布混合式最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT),试验结果表明,经过MPPT后装置能很快达到最大功率输出点,且输出功率稳定,运行30 min输出功率增加3.2 W。搭建了装置的性能测试平台,对基于槽式抛物面反射聚光与扁平热管水冷散热的聚光太阳能温差发电装置进行试验研究,结果表明,随着冷却水流量的增加装置输出功率得到提高,当冷却水流量达到8 L/min后,输出功率趋于平缓;随着温差的增大装置的最佳匹配负载逐渐增加。装置的全天性能试验表明,试验期间装置最大输出功率为30.1 W,平均输出功率27.8 W,试验期间发出电量222.4 W·h,热电转换效率最大为5.4%,装置最大效率4.1%,该装置在远程传感器供电和微功耗供电等领域具有广阔的应用前景。 相似文献
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基于微热管阵列的太阳能温差发电系统优化 总被引：1，自引：1，他引：0
温差发电技术因为具有无噪音、无污染物排放、体积小、质量轻等优点,是当今社会能源利用的科学研究热点,但其输出功率过低,传热效果较差仍是很大的问题。该文将微热管应用于低温下的太阳能温差发电中,对温差发电的系统设计进行优化,对其光热输出功率、热电输出功率较低的问题进行改善,通过采用PLC的双轴跟踪和黑铬镀金膜,将太阳能吸热能力提高了5.32%,同时在传热与散热过程中采用液态金属填充硅脂,让微热管阵列在太阳能温差发电传热过程中减少热损失,让光热平均的输出功率提升2.21%,在热电转换过程中,通过采用变长式电导增量法的MPPT,改善功率输出不稳定,精准度不高的问题,总体的光电输出功率可达到28.32 W,较之前相比光电输出功率提高了5.19%,通过对太阳能温差发电系统的追踪优化和传热结构的改善,完善了光伏板在农业上的应用。 相似文献
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热开关控制光伏/温差联合发电装置设计提高发电效率 总被引：2，自引：2，他引：0
为解决光伏电池板接收太阳辐射发电时板面温度上升导致光电转换效率下降的问题,该文通过温差发电技术对光伏电池板进行主动冷却;同时为解决温差发电技术因温差较小时热电转换效率低下的问题,引入热开关对装置进行控制,并采用扁平热管作为传热单元,利用水对流为系统进行冷却。为测试基于热开关的光伏/温差联合发电装置的性能,分析了不同光辐射强度、不同板面温度、以及不同冷端温度对系统的影响,并搭建试验平台,对联合发电装置进行试验研究。结果表明,装置联合发电效率高于单独一种发电方式的效率,实现了能量的梯级利用。在对装置进行瞬时性能测试期间,发电效率最高达到19.45%,发电功率最大达到32.15 W。在6 d全天性能测试期间,联合发电装置的平均发电效率为17.72%,最高可达18.37%。所获电能基本可以满足农业温室大棚检测系统、远程传感器的供电要求。 相似文献
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温室便携式温差发电系统的设计与试验 总被引：1，自引：1，他引：0
为解决在极端条件下,偏远地区温室大棚小功率器件,如节能灯、温度湿度监控系统、数码设备等必要用电设备的随时供电问题。该文设计了一种便携式且可持续供电的温差发电系统。该系统发电结构为一个小型的长方体发电箱,且系统总质量较轻,满足便携性。该系统采用生物质燃烧产生的热量作为热源,使用扁平热管作为导热元件,冷端利用水冷散热。使用ANSYS对系统进行仿真分析,并搭建试验平台,采集并记录相关数据,数据显示该系统热端的最高温度为270.1℃,输出的最大功率为10.7 W,热电效率最大为5.73%;结果表明,该系统具有便携性,热端温度较高,具有较高的热电效率,在极端条件下或偏远地区可实现随时发电,同时为便携式发电系统的研究与应用提供了有力依据。 相似文献
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光伏-热电耦合系统由于光伏电池受到局部阴影遮挡的影响,导致光伏电池温度不均衡以及热电受热不均匀,降低了光热联合发电系统的输出功率。该研究以微热管作为导热元件并设置温度控制装置,制成光热联合发电组件,解决由于阴影遮挡光伏电池而引起的光伏电池温度不均匀以及热电系统受热不均匀的问题,提高联合发电系统的输出功率。试验表明：当阴影遮挡光伏板的面积为光伏板总面积的10%,热端口热量流速为0.012 4 m/s,冷端的水流速为0.013 5 m/s时,光伏电池阴影区与非阴影区的平均温度差约为274.15 K,光伏输出的平均功率提高18.79%,热电输出的平均功率提高1.92%,为光热联合发电系统的进一步研究提供参考依据。 相似文献
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干燥是很多行业生产流程中的必要环节。目前,干燥机加热箱、风道的主要材料为钢板,工作时热量散失多。传统方法是在钢板内层或外层铺设保温材料,这种方法存在只能延缓热量散失,无法回收热量的问题。针对该问题,该研究提出了通过温差电池（Thermoelectric Generator,TEG）回收干燥机热量的节能模式,设计研发了安装在干燥机上回收热量的温差发电系统。使用Fluent软件对安装TEG前后的干燥机进行温度场仿真,并结合实测结果评估安装TEG对干燥机运行的影响。进一步搭建干燥机温差发电试验平台,测试发电系统的参数特性,试验结果表明安装TEG对干燥机功效影响不明显。当加热功率3.0 kW,风速12 m/s时,对应的最优水流量为22.3 L/min,此时水泵消耗功率约6.4 W,系统输出功率31.8 W,净输出功率最高达到25.40 W,热电转换效率为3.90%,该研究为干燥节能技术提供了新思路。 相似文献
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聚光太阳能光伏/温差热复合发电系统设计与性能测试 总被引：6，自引：6，他引：0
针对现代温室用电成本高、太阳能利用效率低及余热能量浪费的问题。论文探究了光伏温差混合发电的机理,设计了一种聚光太阳能光伏/温差复合发电系统,该系统利用抛物型聚光器进行聚光,采用三角形热管对光伏电池热量进行传递,完成了以下目标:光伏电池的一部分热量通过温差电池实现二次发电;另一部分通过热管内水对流将多余热量传递到储热箱进行热利用。为测试该复合发电系统电/热性能,建立了电/热数学的模型对系统的能量转换进行分析,并进行试验,得出全年四季不同光辐射强度、冷却水流量对系统的影响。冬季测试期间电效率最高达到20.98%,热效率达到39.81%,?效率达到32.5%。结果表明,该系统与无聚光光伏温差混合发电系统相比效率较高且稳定。所获电能可为温室内环境监控、照明系统供电,并能为作物生长提供部分热能。 相似文献
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温室聚光光伏/温差联合发电系统的设计与性能试验 总被引：1，自引：5，他引：1
为解决温室常规能源供电能耗大及太阳能供电模式利用效率低的问题,该文根据温室特点设计了CPC(compound parabolic concentrator)型聚光光伏/温差联合发电系统,利用CPC型聚光器进行聚光,建立光伏、温差联合发电模式,采用扁平热管作为传热元件,利用水对流给系统冷却。为测试温室聚光光伏/温差联合发电系统性能,对系统的能量转换进行了分析,分析不同光辐射强度、冷却水流量对系统的影响。同时搭建了系统的试验平台,对水冷扁平热管型CPC-PV/TE联合发电系统(compound parabolic concentrator-photovoltaic/thermoelectric hybrid power generation system,CPC-PV/TE)进行试验研究,结果表明,系统联合发电效率大于单独一种发电方式的效率,实现能源的梯级利用。在CPC-PV/TE联合发电系统瞬时性能的试验期间联合效率最大可达到20.06%,发电功率最大值为125.98 W。在全天性能测试期间,CPC-PV/TE联合发电系统全天的发电效率在18.57%以上,CPC-PV/TE联合发电系统发电性能优于已有的联合发电系统,所获得的电能基本满足寒地温室内环境监控系统、照明系统的供电要求。 相似文献
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菲涅尔高倍聚光PV/T系统热电输出性能模拟与试验 总被引：1，自引：1，他引：0
该文基于直通式微通道冷却的菲涅尔高倍聚光PV/T系统热电输出性能的仿真和试验进行研究,结果表明,太阳辐照度、聚光元件间的装配距离、入射角及热对流等对系统热电性能的影响较大;太阳直接辐照度为226 W/m2时,菲涅尔透镜与聚光元件间距离增大2 mm后,功率和电效率分别下降0.98 W和7.4%,对于确定的菲涅尔高倍聚光PV/T系统,存在最佳聚光元件装配参数范围;当太阳直接辐照度一定时,冷却工质流量越大,电池表面温度下降越快,但在较高流量时,随着流量持续增大,电池表面温度下降趋势减小;当入射角由0°增大至1°后,系统得热量下降0.25 MJ,在太阳辐照度达到500 W/m2时,输出功率下降6.35 W;试验系统输出性能稳定,且适用于大型系统,该文研究为系统实际运行参数调控提供理论和试验依据。 相似文献
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目前光伏-热电耦合系统模型多是基于能量守恒原理建立的一维传热模型,忽略了系统表面自然对流及自然辐射换热的影响,对非聚光光伏-热电耦合系统能量分析影响较大。该研究通过ANSYS建立了光伏-热电耦合模型,分析考虑系统表面对流及辐射换热后的系统能量传递过程,研究不同冷却模式下3种不同光伏电池的光伏-热电耦合系统特性,并通过试验对比仿真效率与测量效率,分析仿真模型误差。研究发现系统表面换热对非聚光光伏-热电耦合系统热通量影响主要与环境温度与光伏温度有关,光伏温度越接近环境温度,系统表面对流及辐射换热影响越小。考虑系统表面对流及辐射换热后,3种光伏-热电耦合系统在不同冷却模式下,光伏背板热通量最多减少22.60%。系统表面对流及辐射换热对自然风冷散热模式的光伏-热电耦合系统精度影响最大,光伏背板热通量至少减少9.21%。当冷却效果较好时系统表面对流及辐射换热会导致光伏背板热通量增加,最多增加7.17%。非聚光模式下GaAs光伏-热电耦合系统受辐照度影响最小,600～1 400 W/m2辐照度范围内效率最多减少0.12%。该文所建模型仿真效率最大绝对误差为-0.299 5%,最大相对误差为-3.032 0%,较为适用于非聚光模式的光伏-热电耦合系统特性分析。 相似文献
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农地城市流转效率是衡量社会经济健康发展程度的重要指标,用于考察经济发展中农地资源的有效利用情况.尝试运用数据包络分析方法测算我国31个省区1999-2008年的农地城市流转效率.研究结果表明,1999-2008年我国农地流转的综合效率波动不大,基本保持在0.7～0.8左右的评价效率水平.从综合效率的构成来看,综合效率与规模效率的变化趋势基本一致,在一定程度上表明农地流转效率的波动主要是由规模效率变化引起的.纯技术效率有效的省区数量明显高于综合效率和规模效率有效的省区数量,但达到纯技术效率最优的省区数量有逐年减少的趋势.不同省区在不同年份中均存在城市建设占用耕地过度,土地资源利用效率低下的现象,可以通过投入数量、投入结构和产出数量等方面的适度调整来提升农地城市流转的效率. 相似文献
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Boreal lands have long been considered unsuitable for agriculture. Climate change projections support a shift towards increased agricultural production in boreal ecosystems via land use conversion. Depending on the conversion protocol, the new plough layer may variably reflect the properties of different soil depths. This study assessed how adding mineral or organic fertilizer sources to distinct soil layers within ploughing depth (0–15 cm [topsoil] or 15–30 cm [subsoil]) affects nutrient uptake and crop productivity. Locally relevant organic waste fertilizers (dairy manure [DMN], recirculating aquaculture system supernatant [SUP] and slurry [RAS]), were compared against mineral fertilizer. Tall fescue was used to verify agronomic responses. Starting available nutrient concentrations were balanced as necessary with mineral N and P fertilizers. Except for NH4-nitrogen, both soils were of apparent similar fertility (total C < 1%); unfertilized, neither could support significant plant growth. Subsoil-based growth was fast but limited in time reflecting immediately available nutrients. Topsoil led to delayed, extended growth. This might be due to dichotomous priming effects: during the duration of the experiment up to 36% of subsoil carbon was lost, while the topsoil gained up to 49% carbon, most apparent for DMN. While RAS led to the greatest N and P acquisition efficiencies for topsoil, it had no such effect for subsoil, suggesting distinct fixation and mineralization processes. Dissimilar C cycling and nutrient acquisition for the two soil depths indicates that site-specific considerations that include soil health parameters with commonly tested available nutrients are needed where podzols are farmed after land-use conversion. 相似文献
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以碱催化剂为媒介的转酯化反应制备生物柴油方法因其转化率高而倍受重视。该文以菜籽油为原料,在小型试验装置上,采用均相碱催化法,研究了菜籽油在碱性催化剂NaOH的作用下与甲醇经酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。考察了醇油摩尔比（4︰1～8︰1）、催化剂用量（0.5%～2%）、反应温度（30～60℃）和反应时间（30～150 min）等工艺参数对酯交换反应的影响,对生物柴油的组成成分进行了气相色谱/质谱联用(GC-MS)分析。结果表明,在醇油摩尔比6︰1,催化剂用量为油质量的1%,反应温度为50～60℃,反应时间为60 min时,酯交换反应转化率最高可达到96.7%。该生物柴油主要由油酸甲酯、芥子酸甲酯、9,12-十八碳二烯酸甲酯、11-二十碳烯酸甲酯、亚麻酸甲酯等脂肪酸甲酯组成,其中油酸甲酯含量最高,相对质量分数高达50.30%。 相似文献
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针对柴油机选择性催化还原(SelectiveCatalyticReduction,SCR)系统在不同工况下运行时性能差异较大,搭建了带SCR系统的柴油机测试台架,在对SCR系统性能测试的基础上,利用GT-POWER建立SCR系统模型,分析不同排气温度、不同排气流量、不同氨氮比对SCR性能的影响,并基于Box-Behnken设计与响应面法对柴油机SCR系统进行了研究,以排气温度、排气流量、氨氮比为变量因子,以NO_X转化效率与NH_3逃逸率为优化目标进行响应曲面优化。结果表明:排气温度对SCR性能影响较大,250～450℃为SCR最佳转化效率区间,NO_X转化效率均在80%以上,NH_3逃逸率均在5%以内;排气流量增加使NO_X转化效率下降,NH_3逃逸率上升,排气流量在200kg/h以上尤为明显,排气流量每增加50kg/h,NO_X转化效率平均下降3%,NH_3逃逸率平均增加4%;氨氮比增加使得NO_X转化效率提升,同时NH_3逃逸率增加,氨氮比在0.9以上能使NO_X转化效率保持较高水平,氨氮比在0.9以下能保证较低的NH_3逃逸率,氨氮比的选择尤为重要。根据响应曲面结果得出:不同的排气温度与排气流量配合不同氨氮比可提高NO_X转化效率,降低NH_3逃逸率,当排气温度为350℃,排气流量为200 kg/h,氨氮比为1.0时,SCR性能最佳,NO_X转化效率达到96.4%,NH_3逃逸率仅0.5%。该研究为SCR系统在柴油机不同工况下运行时的尿素控制提供有效的指导依据。 相似文献
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Daiva Janusauskaite Dalia Feiziene Virginijus Feiza 《Acta Agriculturae Scandinavica, Section B - Plant Soil Science》2019,69(2):95-104
Grains of triticale are one of the feedstocks suitable for bioethanol production because they are characterised by high starch and low protein contents. In the present study, spring and winter triticale were comparatively studied to evaluate the influence of N fertilisation intensity on the productivity and bioethanol yield, as well as to assess the relationship between the meteorological factors and ethanol yield. Six treatments of N – 0, 60, 90, 120, 150, and 180?kg?ha?1 were compared in spring triticale and in winter triticale crops. The analysis of variance showed that nitrogen level (factor A), year (factor B) and their interaction (A × B) significantly (P?≤?.01) influenced grain yield, starch yield and bioethanol yield of both spring and winter triticale. Fertilisation was the main factor explaining 47.6% and 41.0% of the total variability of bioethanol yield of spring and winter triticale, respectively. Nitrogen fertiliser rates 120–180?kg?ha?1 resulted in maximum bioethanol yield of spring triticale (2417–2480?l?ha?1) and winter triticale (4311–4420?l?ha?1). Bioethanol conversion efficiency of nitrogen-fertilised spring and winter triticale was similar 492?l?t?1 and 508?l??1, respectively. Meteorological factors had a greater impact on grain productivity and bioethanol yield for winter triticale than for spring triticale. Both seasonal types of triticale could be good feedstocks for bioethanol production in the areas with congenial weather conditions for their cultivation. 相似文献
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不同棉花间作模式中作物养分吸收和利用对间作优势的贡献 总被引：6，自引：0，他引：6
棉花间作能够解决棉花与粮食作物和蔬菜作物争地的矛盾,但是否有间作优势以及间作优势的作物营养基础是众所关心的问题。本研究在新疆石河子大学试验站设置棉花与花生、大豆、鹰嘴豆、洋葱、萝卜、线辣椒间作以及各个作物单作的田间试验,以期揭示以棉花为基础的间作体系的间作优势以及养分吸收和利用效率对间作优势的贡献。结果表明,棉花与鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作体系作物的吸氮量明显高于单作18%~74%,棉花与大豆和线辣椒间作体系作物的吸氮量低于单作10%和34%;棉花与大豆、鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作体系中作物吸磷量比单作增加5%~104%,棉花与线辣椒间作体系作物的吸磷量低于单作6%;棉花与花生、洋葱、萝卜间作体系中作物吸钾量高于单作20%~58%,棉花与大豆、鹰嘴豆和线辣椒间作作物吸钾量低于间作19%~22%。棉花与鹰嘴豆、花生、洋葱、萝卜间作以后土地当量比(LER)分别为1.02、1.30、1.12、1.68,都大于1,说明具有间作优势;棉花与大豆、线辣椒间作后LER分别为0.91和0.99,小于1,没有间作优势。棉花与花生、洋葱和萝卜间作体系氮磷钾吸收效率对LER的贡献分别为0.41~0.82、0.25~1.04和0.15~0.59,利用效率的贡献分别为0.35~0.04、0.03~0.14和0.16~0.01。结果表明,棉花与其他作物的间作优势在营养方面的基础主要来自于间作相对于单作吸收效率的增加,而不是利用效率的改变。 相似文献
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杂交狼尾草厌氧发酵的物质与能量转化率分析 总被引：2，自引：2，他引：0
为了解厌氧发酵过程中的C、N元素流动状况以及物质和能量的转化利用效率,以杂交狼尾草为原料,采用中温(35±1)℃批式厌氧发酵工艺,研究了杂交狼尾草厌氧发酵制备沼气的产气性能,在此基础上结合物质流分析方法分析了发酵过程中C、N元素的分布情况以及物质与能量的转化率.研究结果表明:C/N 167和25下,杂交狼尾草鲜料的VS(挥发性固体)产气量分别为280.02和242.33 mL/g,其中CH4体积分数分别为59.96%和61.46%;C/N 137和25下,青贮料的VS产气量分别为327.02和295.43 mL/g,其中CH4体积分数分别为58.49%和61.05%;C元素的流向分布:沼气33.1%,发酵液8.0%,发酵渣58.9%;N元素主要流入剩余物中:发酵液69.4%,发酵渣30.7%.杂交狼尾草厌氧发酵制备沼气的物质转化率和能量转化率分别为42.1%和33.1%.该研究为能源草本植物的资源管理和厌氧能源化利用提供了理论依据. 相似文献
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在兰州南北两山,以自然分布的柽柳（Tamarix chinensis）、柠条（Caragana intermedia）、红砂（Reaumuria soongorica）为研究对象,在生长季利用PAM-2000便携式叶绿素荧光分析仪对其叶绿素荧光参数及其环境因子进行了测定。结果表明:3种植物叶片的初始荧光（Fo）、最大光化学转换效率（Fv/Fm）、光化学淬灭系数（qP）、非光化学淬灭系数（qN）、光合有效辐射（PAR）、叶温（TMP）的日变化较明显。其中Fv/Fm和qP均呈反正态分布曲线日进程,在13:00强光下降低至最低值;Fo,qN,PAR和TMP则呈正态分布曲线日进程,在13:00达到最大值。3种植物的Fv/Fm在中午呈降低趋势,在13:00左右达到的最低值分别为0.778（柽柳）,0.676（柠条）和0.65（红砂）,表明均发生光抑制现象,但红砂受到的胁迫最大。 相似文献