太陽(yáng)能熱電發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與優(yōu)化研究.pdf

1、太陽(yáng)能作為可再生清潔能源的代表,具有儲(chǔ)量大、清潔和利用方便的特點(diǎn),是目前可再生清潔能源中應(yīng)用最廣泛的能源之一。太陽(yáng)能熱電發(fā)電是將太陽(yáng)能傳化為電能的重要方式之一,其具有無(wú)污染、無(wú)噪聲、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、可靠性高和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),前景廣闊。本文通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能熱電發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和實(shí)驗(yàn)分析,得出了熱電發(fā)電模塊的發(fā)電特性和系統(tǒng)優(yōu)化方法。
　　首先,分析了與熱電發(fā)電密切相關(guān)的塞貝克、帕爾貼、湯姆遜、焦耳和傅里葉效應(yīng)的基本原理,說(shuō)明了他們?cè)跓犭姲l(fā)電

2、中的作用,并分析了各種效應(yīng)之間的相互關(guān)系。同時(shí)說(shuō)明了太陽(yáng)能輻射的特點(diǎn)及其光譜,闡述了選擇性吸收涂層的原理及其在太陽(yáng)能熱電發(fā)電中的作用,并介紹了太陽(yáng)能熱電發(fā)電系統(tǒng)的工作過(guò)程。在此基礎(chǔ)上對(duì)熱電發(fā)電過(guò)程建立了數(shù)學(xué)模型,討論了其內(nèi)部的傳熱和發(fā)電過(guò)程,給出了熱量傳遞關(guān)系式及輸出功率、效率的理論計(jì)算式,分析了熱電發(fā)電模塊的性能指標(biāo)。
　　然后,對(duì)熱電發(fā)電模塊建立了性能測(cè)試臺(tái)架,得出了單個(gè)模塊和4模塊陣列結(jié)構(gòu)的輸出功率隨溫差的變化曲線,指出多模

3、塊陣列結(jié)構(gòu)不會(huì)使系效率惡化并可以顯著提升熱電發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率。同時(shí),設(shè)計(jì)和建立了太陽(yáng)能熱電發(fā)電裝置,并測(cè)試了其實(shí)際工作效果,在太陽(yáng)輻照度在715W/m2、環(huán)境溫度為100C右時(shí),模塊兩端溫差可達(dá)600C。進(jìn)行了聚光光斑均勻性對(duì)系統(tǒng)發(fā)電性能影響的相關(guān)實(shí)驗(yàn),得出高均勻度的聚光光斑有利于提升系統(tǒng)效率的結(jié)論。
　　最后,詳細(xì)介紹了焦點(diǎn)均勻分布法菲涅爾聚光器的設(shè)計(jì)方法,并與傳統(tǒng)的菲涅爾聚光器設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了模擬對(duì)比,模擬結(jié)果證明了采用焦點(diǎn)均