本科毕业设计开题报告

1、北京理工大学本科毕业设计开题报告温差发电特性与最大功率点跟踪建模与仿真目录1234具体设计任务、设计目的和意义设计（研究）的具体技术方案实施方案所需要的条件预期能得到的结果具体设计（研究）进度51.具体设计任务 研究温差发电原理，建立合理的仿真模型； 研究多种条件下温差发电的输出特性； 结合温差发电输出特性，对最大功率点跟踪算法进行研究，确定合理有效的跟踪算法； 通过仿真验证算法的有效性。1.设计目的和意义能源危机与环境压力温差发电一种新型环境友好型能源技术低品位热源的开发与利用可随身携带的新型电源半导体温差发电器的主要特点温差发电是将热能直接转化为电能的发电方式，与传统的发电方式相比，具有如

2、下的特点： (1)转换过程无机械运动部件，不需要附加驱动、传动系统，结构简单紧凑，无震动和噪声。 (2)体积小，重量轻，坚固耐用，安装、携带、使用便捷，控制和维护方便，可长期免维护。 (3)寿命长，可靠性高。半导体温差发电器的主要特点 (4)安全无污染。所使用热电材料无气态或液态介质存在，能量转化过程无污染物排除。是环境友好型能源。 (5)通过选择适合的材料，可以降低对温差的要求，即存在微小温差时也能有效的将热能转化为电能，温度适应范围广。 (6)缺点是其热电转化效率低，目前一般不超过15，远低于普通发电机40的效率。温差发电的现状 当前国际研究现状是美日两国对热电材料与工程研究投入的最多。

3、当前在美国海军部强有力的经费支持下，美国开始了新的一轮热电材料研究，其特点是:以MIT教授理论为基础，采用各种高科技手段制各纳米结构的热电材料，研究其性能，同时探索工业化生产的途径温差发电的现状 日本的研究侧重于废热利用，同时相应地着力于耐高温的陶瓷温差电材料的研究。日本近几年的工作可归结为在“日本固体废物燃烧能源回收研究计划等政府计划的框架之内，主要研究用于日本固体废物焚烧炉的温差发电技术。温差发电的现状 我国在上世纪70 年代曾经开展过放射性同位素温差发电器方面的研究。中国科学院上海原子核研究所研制成功了以Po-210 为同位素热源的温差发电器。其同位素热源装有1110 居里的Po-210

4、，热功率为35.5W，输出电功率为1.4W，使一台半导体收音机连续工作了3 个月，但由于长期没有应用方面的需求而使研制工作停滞。但是我国在温差发电领域的研究相对脚步缓慢。温差发电的现状 作为一种环境友好的节能技术，温差发电可能在人类21世纪能源技术方面起到十分重要的作用，在军事、航天和其它科研领域也具有潜在应用价值。目前国际上己开始将温差发电推向工业应用的阶段，这对于我国既是机会又是挑战。我们有必要也有能力迎头赶上，在这一高技术领域有所作为，以确立我国在该技术领域应有的地位。常用的MPPT算法有恒压法、扰动观察法、电导增量法等。它们的工作原理及优缺点如下表所示方式恒压法扰动观察法电导增量法工作

5、原理断开PV阵列的负载并测量开路电压，然后把工作电压设置开路典雅的76%扰动PV阵列的工作点电压，并监控功率的增量来定位MPP扰动PV阵列工作点的电压，并监控工作点处电导与电导变化率之间的关系来定位MPP优点实现简单，复杂度低。硬件成本低，实现算法容易误判率低，跟踪精度高缺点功率浪费严重；跟踪精度低，不能适应环境的变化不能判定合适到达MPP，因此会存在震荡硬件要求高，算法实现复杂最大功率点跟踪算法最大功率点跟踪算法 除了上述几种常用的MPPT算法，还有其他多种方法可以实现最大功率点跟踪，包括短路电流检测法，滞环比较法、神经元网络控制法、最优梯度法等。2.设计（研究）的具体技术方案本课题利用半导

6、体温差发电材料，测量温差发电输出特性并经行最大功率点跟踪。整个装置主要包括：核心部件发电模块输出特性测量部分2.设计（研究）的具体技术方案 我国是半导体热电堆出口大国，国内目前生产温差发电组件的厂商很多，产品性能基本相同。因此核心发电部分在市场上购买便可。核心部件发电部分2.设计（研究）的具体技术方案恒温加热台温度测试仪示波器I-V 测试仪输出特性测量部分3.实施方案所需要的条件学院相关实验室恒温加热台、温度测试仪、示波器、I-V 测试仪等测量设备。购买实验所需要的半导体温差发电组件借用学院相关实验室完成硬件制造、组装和调试工作。4.预期能得到的结果经过几个月的设计、组装、调试，我预期能设计出半导体温差发电系统并完成设计任务书中的如下结果：研究多种条件下单片温差发电片的输出特性研究多种条件下温差发电片串联的输出特性研究多种条件下温差发电片并联的的输出特性结合温差发电输出特性，对最大功率点跟踪算法进行研究，确定合理有效的跟踪算法；5.具体设计（研究）进度第1周：查阅相关资料，翻译英文文献。第2周：撰写开题报告和论文开题。第3至4周：经行温差发电模型的建模与仿真，并仿真得到输出特性。第4周：学习研究相关MPPT算法。第