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太阳能光热复合发电系统结构有限元分析开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着石油、煤炭和天然气等非再生资源的不断消耗,以及全球气候变化对自然灾害的严重影响,环境污染和能源危机已成为当今社会不得不引起重视的热点和公众关注的焦点。我国属于太阳能资源储量丰富的国家之一,一年日照时数大于2000小时的地区面积约占全国总面积的三分之二以上,其中,有条件发展太阳能电站的沙漠和戈壁面积约为30万平方公里,占我国沙漠总面积的23%,太阳能发电在我国发展潜力巨大,如何充分利用太阳能这种清洁环保的可再生资源,对于缓解我国当前的能源危机和环境污染等问题具有重要的意义。目前,对太阳能利用的主要形式有太阳能光伏发电和太阳能光热发电。太阳能光伏发电由于其起步较早,整体技术比较成熟,已大规模投入商业运行,另一种新型的太阳能利用形式——太阳能光热发电,太阳能光热发电在国际上已成为可再生能源的发展热点。2015年至今为高速发展期,据初步统计,2018年全球光热发电装机总量将高达7gw。

为了获得更多太阳能,各国科学家意识到追踪系统的重要性,1997年美国人black发明了太阳能单轴追踪器,能使追踪器在一个方向上追踪太阳,使太阳能电池板的转换效率提升了大约百分之十五。1998 年,美国科学家发明了atm双轴追踪器,为了提高太阳光的辐射度,科学家在太阳能电池板上面放置了菲涅尔透镜,在太阳能电池板上加上涅菲尔透镜能够吸收来自不同方向的入射光,也能够吸收散射光。这样可以增加单位面积太阳能电池板的接收的太阳光。2006年2月,安迅能( accionaenergy)能源公司在西班牙建立了最大的太阳能发电站,这个发电站有400多个太阳追踪器和一万多个电池板。这些太阳能追踪器可以每天都对太阳。除了美国外,其他西方国家也对自动追光系统的研究做出了贡献。继美国研发之后,捷克的科学家在美国的基础之上进行了创新,自动追光装置采用的材料是形状记忆合金,这种材料的形状受温度的影响较大,温度升高后会消除在低温时产生的形变,紧随其后的是西班牙制作的自动追踪装置,与传统的太阳能接收装置相比,太阳能的利用效率增长了35%左右。

我国也科学家相继在进行这方面的研究。1995 年,我国研制了一种ztk型太阳能追踪系统,这个系统的跟踪精度很高,能够实现对太阳的精确跟踪。2007 年,我国首套能够追踪太阳的光伏发电系统正式开始并网发电,这个追日装置可以随着太阳光照的变化而变化。目前,我国光热产业发展迅速,2018年,继中广核德令哈50mw槽式光热发电项目于10月正式投运之后,首航节能敦煌100mw塔式光热发电项目以及中控德令哈50mw塔式光热发电项目也在年底正式并网发电。玉门鑫能50mw塔式光热发电项目、青海共和50mw塔式光热发电项目、内蒙古乌拉特中旗100mw槽式光热发电项目等多个示范项目积极推进建设。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究目标:

以太阳能发电系统为研究对象,采用ansys软件建立有限元分析模型,模拟太阳能发电系统受不同载荷作用下的结构强度与结构变形。对太阳能发电系统在不同载荷工况下的结构变形和动力响应进行分析讨论,揭示不同载荷对太阳能发电系统结构强度与结构变形的影响规律,为太阳能光热复合发电系统的设计和规模化应用提供参考。

2.2基本内容:

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3. 研究计划与安排

1.第1-3周:查阅国内外文献,了解太阳能光热复合发电系统结构的研究现状;翻译英文文献,完成开题报告;

2.第4-6周: 学习与研究内容相关的理论知识,建立分析模型;

3.第7-8周:完成太阳能发电系统结构静力分析;

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4. 参考文献(12篇以上)

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  3. 周平旺,李鹏,唐自豪,汤迪,罗琦,严晗,张清杰.轴系偏差对双轴太阳跟踪器跟踪精度的影响[J].武汉理工大学学报,2014,36(11):124-129.
  4. 陈明,陈刚,李鹏,翟鹏程.大型双轴太阳跟踪器的模态参数与冲击响应分析[J].武汉理工大学学报,2016, 38(12):66-72.
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