汽车尾气热电发电系统最大功率检测算法研究

在汽车尾气热电发电系统中,由于传统最大功率检测算法检测误差率高,研究基于汽车尾气热电发电系统最大功率检测算法。建立汽车尾气温差热电发电数学模型,得到温差单电偶的稳态发电情况,计算得到输出效率最大值;调整电路中的测试点电压,在输出电压或者输出电流中添加扰动量进行调控,运用干扰观测法和二插值拟合算法计算得到最大功率点的电压值实现汽车尾气热电发电系统最大跟踪检测。实验结果表明,运用本文方法的最大功率检测误差率最低,提升最大功率点的跟踪精度,完成了汽车尾气热电发电系统最大功率的高效检测。

串联式汽车尾气热电发电系统台架试验

利用低温型Bi_2Te_3基热电器件构建一种4层串联结构的汽车尾气热电发电系统,通过台架试验测试了系统的输出性能并分析其影响因素.结果表明:当热电器件的最高热端温度达到其最大耐热温度时,系统的可回收最大功率约为60 W;采用一体化间接冷却方式难以降低系统的冷端温度,从而导致温差不明显;在相同条件下,中间2层串联热电器件的总体输出性能较好,适当减小集热器的尺寸,可以提高其热容量和表面温度,从而提高系统的输出性能.

汽车尾气温差发电系统热电模块优化仿真分析

针对汽车尾气中热量的大量散失,造成能源的极大浪费问题,采用温差发电技术,利用Seebeck效应将汽车尾气中的低品位余热转换为电能。通过Solidworks完成对汽车尾气温差发电系统的三维建模与装配和热电单电偶的结构优化与建模,建立输出功率和转换效率与阻值比和面长比的理论数学模型,MatLab仿真计算得出当内外负载相等时输出功率取得最大值。同时,为了提高温差发电系统的输出功率,在相同工况下,ANSYS分析热电单电偶模型的温度场和温差电势场,得出优化后的3种热电单电偶其Seebeck电动势比Π型结构的Seebeck电动势分别提高了5%,10%和25%。

汽车尾气温差发电装置中热电器件的试验研究

为了利用热电器件回收汽车尾气的废热进行发电,构建了一个可模拟汽车尾气温差发电装置的热电器件测试平台,测试了不同热源温度、冷源温度、安装压力以及相同冷热源温差而不同冷热源温度下国产某型Bi2Te3基低温热电器件的输出性能。结果表明,单个热电器件的输出性能与其安装压力和冷热源温差成正比,在相同冷热源温差条件下可适当降低冷源温度以提高其性能;随着冷热源温差增大,热电器件的最大功率所对应的输出电流明显增大;利用汽车发动机自身冷却系统中约90℃的冷却水对汽车尾气温差发电装置进行冷却时,当热端温度达到350℃的最大耐温值,安装压力大于57kPa时,单个热电器件的最大输出功率在3W以上。最后,基于该热电器件提出了汽车尾气温差发电装置的优化设计策略及其工作条件。

计及风光不确定性的风-光-光热联合发电系统中光热电站储热容量优化配置

传统新能源电站之间联合形式单一且未考虑风光出力不确定性,弃风、弃光现象严重。为此,提出了一种考虑风光不确定性的风-光-光热联合系统的光热电站储热容量优化配置策略,利用电转热技术使风光电站和光热电站有效耦合,明确联合系统框架与原理;采用改进拉丁超立方抽样方法抑制风光出力的不确定性。最后,构建基于风光出力典型场景的光热电站储热容量双层优化配置模型,并进行算例求解,结果表明所提方法显著降低了系统总投资与运行成本,提高了清洁能源消纳能力。

基于能量转换的汽车尾气余热温差发电系统设计

为了充分利用汽车尾气余热,设计基于能量转换的汽车尾气余热温差发电系统。改装传统的稳压电路,实现对温差发电硬件系统的优化设计。以回收的汽车尾气的余热初始数据为基础,设置热电边界条件。采用有限元的方式分析尾气余热在传输过程中的温度变化情况,参考有限元分析结果计算并控制汽车尾气余温的传热量,并将汽车尾气中的热能转换为电能,实现系统的发电功能。经过实验分析发现与传统系统相比,基于能量转换的汽车尾气余热温差发电系统的输出功率提高了0.25KWH。

热电臂与换热结构对低温温差发电系统性能影响

低温(<100℃)热能广泛存在于能源系统和自然界中,低温热能利用对节能降碳具有重要意义。半导体温差发电无需动力循环、通过塞贝克效应将低温热能直接转为高品位电能,具有很好的发展前景。提升半导体温差发电系统性能途径主要有热电臂和冷热源换热结构及其系统优化。在低温热能利用中热电臂与冷热源换热器结构优化特征规律尚不明确。建立了半导体低温温差发电系统数值模型,分析不同热电臂与冷热源换热结构,在不同工况下,考虑冷热源换热系统阻力与水泵能耗条件下,对温差发电系统净输出功率和发电效率的影响。结果表明,热源为35~100℃时热电臂为矮宽形净输出功率高;热源在60~100℃时,热电臂为瘦高形发电效率高,厚高换热翅片发电量与净输出功率较优;热源35℃时热电臂矮宽形系统净发电效率较高,薄高换热翅片净输出功率与净效率最高。

汽车尾气的余热发电及有效利用

基于热电偶温差发电原理,对汽车尾气废热进行回收,将排气中所含低品位能源转换为电能;为了使电能充分利用,结合热电制冷原理,设计一车载冰箱,将冷端置于车载冰箱中,实现汽车冰箱冷冻冷藏的功能。通过对废热回收、温差发电、半导体制冷及冰箱结构进行设计和计算,完成了新型车载冰箱的设计工作。该设计具有结构简单、坚固耐用、无运动部件、无噪声、使用寿命长等优点,同时还可降低尾气废气温度,减少温室效应,节省能耗,提高汽车经济性。

利用汽车尾气余热温差的热电转换技术

介绍了利用温差进行发电的原理、热电材料、温差发电装置结构等。重点探讨了汽车发动机尾气余热温差发电装置设计开发的具体步骤。该技术节约能源,绿色环保,应用前景广阔。

汽车尾气余热温差发电技术研究进展与发展趋势

从热电材料、大温度区间梯度功能化热电单元、高温高密度热电装置封装和汽车尾气余热温差发电机等4个方面介绍汽车尾气余热温差发电关键技术的研究进展。在此基础上,阐述汽车尾气温差发电的研究方向,主要包括新型热电材料开发、优化热电装置热管理设计、热电装置界面连接技术、高温高密度热电装置的可靠性评价技术等4个方面。

汽车尾气温差发电效率的影响因素

汽车尾气温度高,带走的热量约占发动机总能量的40%,温差发电技术能直接将废热能量转化为电能回收利用。文章介绍了汽车排气废热温差发电系统的输入输出特性,探讨了影响系统发电效率的相关因素,并提出改进措施。经过一系列试验验证及理论研究表明,系统效率受废热通道内部结构、热电模块拓扑结构以及热电模块自身性能的影响。提出的改进方案提高了温差发电系统的热效率。

基于二分梯度法的汽车尾气发电最大功率跟踪算法

基于建立的汽车尾气热电发电实验系统,采用最小二乘法对热电输出功率与电压的数据进行了拟合,并针对已有开路电压比例系数法、干扰观测法等MPPT算法在热电发电系统中应用存在的不足,提出了基于二分梯度法的新型MPPT算法,并给出详细算法实现步骤。实验结果表明,采用二分梯度法的MPPT算法相比传统算法在跟踪精度和速度上有较大提升,其最大功率点跟踪精度达到98.7%,跟踪速度为120ms。

汽车尾气发电技术探索

汽车尾气发电技术作为一种新型节能环保的汽车发电方式,可以有效提高汽车热效率、燃油经济性。本文介绍了温差发电的技术原理,论述了国内外研究进展及现状,对汽车尾气发电的不足进行分析并提出了解决方案。同时指出,随着汽车尾气发电的技术进步,其优势将更加突出、明显,应用前景广阔。

风电—光伏—光热发电系统联合优化运行研究

“风光热储”是近几年多种新能源互补发电的新模式,以有效解决用电高峰期和低谷期存在的电力输出不平衡问题,并提高能源利用率,实现清洁发展。为此研究了光热电站的运行机理和工作模式。建立了风电—光伏—光热发电系统联合优化运行模型,以高优先级优化匹配调度曲线的程度,以低优先级优化联合系统的可再生能源消纳能力。为提高风力发电、光伏发电并网的可靠性,采用预测误差描述二者出力存在的不确定性,并采用样本均值近似法对其进行了确定化处理。然后对优化模型中的非线性因素进行了线性化处理,最后调用Cplex求解器得出联合系统最佳调度方案。结果表明,光热电站可以调节联合发电系统的上网功率,使其尽可能满足调度曲线的需求;另外,采用样本均值近似法处理不确定变量,并且将优化模型线性化后,可以更加快速地求出最优解。

光热-风力联合发电系统储热容量双层优化配置研究

基于风力发电与光热发电在时间特性上呈互补优势,且光热电站配备的储热系统能够有效缓解调峰压力,提高风电消纳能力,提出太阳能光热-风力联合发电系统。通过拉丁超立方抽样方法有效降低风电出力和太阳辐照强度的不确定性,并提出了一种两阶段双层优化配置方法合理配置储热容量。上层模型以系统综合运行投资成本最低和系统弃电量最低为目标,通过模糊多属性决策方案确定最优储热容量;下层模型以考虑场景内联合发电系统净效益最大为目标优化运行。结果表明:光热电站储热系统的最优储热容量为906 MW·h,最优储热容量配置下的综合运行成本为243万元;通过不同情形的结果对比,该配置方法下系统的弃电量相比之下降低了69.615 MW,系统净收益提高了7.7%。

含光热电站的风光联合发电系统互补效益评估

针对包含新能源的多能互补发电系统难以合理量化互补效益的问题,提出了一种基于蒙特卡洛与可信容量的含光热电站的风光联合发电系统互补效益评估方法。基于序贯蒙特卡洛建立含光热电站的风光联合输出概率模型,实现风电、光伏、光热机组的随机生产模拟,对该联合发电系统的可信容量进行计算并建立互补效益评估指标;然后通过计算不同光热、风光装机配比下的互补效益指标实现含光热电站的风光联合发电系统互补效益的评估;最后采用IEEE-RTS来验证,结果表明,该方法可有效评估含光热电站的风光联合系统的互补效益。

层叠型光伏-热电耦合发电系统能效提升分析

近年来,随着材料领域的突破,太阳能光伏-热电(PV-TE)耦合发电技术得以飞速发展,该技术利用太阳能电池板产生的废热作为热流,供给半导体材料进行温差发电,同时又可以对光伏板进行热量管理,使其获得较高的能量转化效率,发展前景良好。以理想状态下PV-TE耦合发电系统能量转换公式为基础,从PV-TE耦合发电系统界面传热性能优化的角度出发,讨论系统能效提升的影响因素,有助于耦合发电系统优化设计。

塔式光热电站仿真系统

本文以熔盐为储热传热介质的塔式太阳能光热电站为研究对象,分析其聚光原理、集热原理、储热原理和发电原理。建立了光热电站系统仿真平台,包含聚光系统模型、集热系统模型、储热系统模型,以及换热发电系统模型。模型通过输入不同的气象工况,对熔盐塔式光热电站系统一天内的运行情况进行了模拟和分析;同时通过优化模型的关键参数、运行策略,估算出系统的年化最大发电量。结果表明,该模型可以很好地模拟塔式光热电站运行情况,具有电力输出平稳、可调度性的特点,能为实际光热电站运行提供指导。

汽车废热涡轮发电式自动热电转换系统模型设计

利用循环液吸热、冲击涡轮发电机旋转,实现汽车热电转换。利用汽车的下滑力作为循环液循环的动力,实现微油耗。利用居里元件检控温度,保证发动机工作所需温度。按照装置工作过程无障碍,并考虑汽车运行时出现的各种状态,设计出汽车废热涡轮发电式自动热电转换系统。

集中-分布混合式高能效热电发电系统

该文提出了兼具集中式和分布式发电系统优点的高能效混合式热电发电(thermoelectric generator,TEG)系统架构及其控制策略。测试并分析了TEG模块的输出特性;综合考虑系统功率变换系统效率和最大功率跟踪效率,提出了由大功率集中式单元和小功率分布式单元共同构成的混合式发电系统架构;详细分析了该系统架构的特性、控制策略及工作原理,并给出了具体实现电路。搭建了由实际热电模块构成的混合式TEG实验系统,实验验证了所提出系统的可行性与正确性。