[发明专利]一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统

说明书

本发明涉及一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统，其特征在于包括：热光伏发电系统、信号采集系统、全反馈控制系统、数据转换与分析系统、设备工作日志管理系统；本发明利用热光伏发电系统运行中的可控变量，包括温度、气体流量、烟气成分，对整个热光伏发电系统进行反馈控制，使系统保持最佳运行状态，实现一个全反馈自动控制热光伏发电。

技术领域

本发明属于热光伏发电和自动控制技术交叉领域，具体涉及一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统。

背景技术

初级的热光伏发电系统包括燃烧室、辐射体、光学滤波器、热光伏电池、循环冷却系统，但其整体效率偏低且只适合在实验室进行操作。为了提高系统的发电效率，通常在热光伏发电系统的气体入口增加气体预混室，在废气排放出口增加热回收器，通过热回收器，燃烧排放的高温烟气对与进入燃烧室的冷空气进行热交换，加热后的空气在气体预混室内与燃气进行充分混合，从而使得进入燃烧室的混合气体具有更高的能量，提高了热光伏发电系统的整体效率，也减少了燃气资源的浪费[K.Qiu,A.C.S.Hayden,M.G.Mauk,O.V.Sulim.Generation of electricity using InGaAsSb and GaSb TPV cells incombustion-drivenradiant sources.Solar Energy Materials&Solar Cells,2006,90:68-81.][K.Qiu,A.C.S.Hayden.Premixed gas combustion stabilized in fiber feltand its application to a novel radiant burner.Fuel,2006,85:1094-1100.][K.Qiu,A.C.S.Hayden.Increasing the efficiency of radiant burners by using polymermembranes.Applied Energy,2009,86:349-354.]。K.Qiu等人虽然通过增加气体预混室和热回收器有效提高了热光伏发电系统的整体效率，目前的热光伏发电系统运行中很多操作仍依赖于人工干预和判断，使得操作复杂，测试精度和准确度低，带来很多人为因素的干扰，也使得热光伏技术停留于实验室阶段。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统，利用热光伏发电系统运行中的可控变量，包括温度、气体流量、烟气成分，对整个热光伏发电系统进行反馈控制，使系统保持最佳运行状态，实现一个全反馈自动控制热光伏发电。

为实现本发明目的所采取的技术方案：一种带有全反馈自动控制与分析装置的热光伏系统，包括：热光伏发电系统、信号采集系统、全反馈控制系统、数据转换与分析系统、设备工作日志管理系统；

热光伏发电系统，利用热光伏电池的光生伏打效应将辐射能转换为电能，实现热、光、电三种能量的转换；

信号采集系统，用于采集热光伏发电系统运行过程中变量信号的硬件设备集合；所述变量信号包括温度、气体流量和气体成分；

用于测量温度、气体流量、气体成分被测信号的硬件设备之间不存在相互关联作用，而事实上气体流量信号的改变会间接地影响燃烧室温度、排出热光伏发电系统的烟气成分及其含量，因此设计了一套信号采集系统，用于将热电偶采集到的燃烧室温度、气体质量流量计测取的燃气质量流量、烟气分析采样仪采样并分析排出热光伏发电系统的烟气成分及其含量等相关数据进行集总，作为全反馈控制系统的输入数据；

全反馈控制系统，基于反馈原理，使热光伏发电系统的变量信号，即温度、气体流量、气体成分始终控制在合理范围内；