太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化研究.pdf

1、太陽能熱電發(fā)電是除光伏發(fā)電外的另一種直接將太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能的方式，并且已經(jīng)成為近幾年來太陽能利用的新熱點(diǎn)。本論文通過詳細(xì)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究來優(yōu)化太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)。
　　首先，本文陳述了不同熱電效應(yīng)的基本原理及其相互關(guān)系，設(shè)計(jì)并制造了不同裝置的樣品，如具有不同表面輪廓的太陽能接收器、應(yīng)用于熱沉的水冷器，和空冷翅片型熱沉的設(shè)計(jì)及優(yōu)化等。基于擴(kuò)散焦點(diǎn)方法（DFP），設(shè)計(jì)了具有高照度均勻度的菲涅爾聚光器并用蒙特卡洛光線追跡方法進(jìn)行了

2、模擬，模擬結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，DFP方法能夠顯著地提高太陽能熱接收器上的照度均勻度。
　　其次，本文對具有/不具有均勻溫度分布的熱電發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了對比。在模擬和試驗(yàn)過程中，對兩個(gè)系統(tǒng)的輸出電流、輸出功率、開路電壓和系統(tǒng)效率進(jìn)行了對比，模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，保持熱電發(fā)電系統(tǒng)的熱接收器上表面溫度均勻能夠獲得更好的輸出。
　　此外，本文提出了一個(gè)完整的數(shù)學(xué)模型來揭示湯姆遜熱和熱接觸電阻對太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)的影響。模型的分

3、析方程由冷熱結(jié)點(diǎn)溫度、冷熱接點(diǎn)間的熱導(dǎo)率、輸出功率、最大輸出功率、系統(tǒng)效率、系統(tǒng)最優(yōu)效率、輸出電壓和輸出電流等參數(shù)導(dǎo)出?；诖四Ｐ偷囊粋€(gè)工程實(shí)例表明，忽略湯姆遜熱和界面間的熱接觸電阻將嚴(yán)重影響太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)的輸出。
　　最后，本文設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究了太陽能熱接收器的上表面輪廓對系統(tǒng)優(yōu)化的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)使用一個(gè)平頂?shù)奶柲軣峤邮掌鲿r(shí)，系統(tǒng)具有更優(yōu)的輸出性能。在理論研究之外，用數(shù)值模擬方法分析了長度、厚度、熱電材料的橫截面形狀、