太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)的實驗與優(yōu)化研究.pdf

1、太陽能作為可再生清潔能源的代表,具有儲量大、清潔和利用方便的特點,是目前可再生清潔能源中應(yīng)用最廣泛的能源之一。太陽能熱電發(fā)電是將太陽能傳化為電能的重要方式之一,其具有無污染、無噪聲、無運動部件、可靠性高和綠色環(huán)保等優(yōu)點,前景廣闊。本文通過對太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和實驗分析,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,說明了他們在熱電發(fā)電

2、中的作用,并分析了各種效應(yīng)之間的相互關(guān)系。同時說明了太陽能輻射的特點及其光譜,闡述了選擇性吸收涂層的原理及其在太陽能熱電發(fā)電中的作用,并介紹了太陽能熱電發(fā)電系統(tǒng)的工作過程。在此基礎(chǔ)上對熱電發(fā)電過程建立了數(shù)學(xué)模型,討論了其內(nèi)部的傳熱和發(fā)電過程,給出了熱量傳遞關(guān)系式及輸出功率、效率的理論計算式,分析了熱電發(fā)電模塊的性能指標(biāo)。
　　然后,對熱電發(fā)電模塊建立了性能測試臺架,得出了單個模塊和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,設(shè)計和建立了太陽能熱電發(fā)電裝置,并測試了其實際工作效果,在太陽輻照度在715W/m2、環(huán)境溫度為100C右時,模塊兩端溫差可達600C。進行了聚光光斑均勻性對系統(tǒng)發(fā)電性能影響的相關(guān)實驗,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)介紹了焦點均勻分布法菲涅爾聚光器的設(shè)計方法,并與傳統(tǒng)的菲涅爾聚光器設(shè)計方法進行了模擬對比,模擬結(jié)果證明了采用焦點均