集熱式太陽能溫差發(fā)電裝置的研究.pdf

1、在現代化經濟迅速發(fā)展的時期，能源緊缺現象日趨嚴重，太陽能這種新型的可再生綠色能源，具有著經濟、清潔環(huán)保、儲量大等優(yōu)點，受到越來越多人的重視，太陽能發(fā)電技術在各個國家都被廣泛的研究和應用。
　　 溫差發(fā)電技術是一種將熱能直接轉換為電能的環(huán)保能源技術，在發(fā)電過程中無噪音、無污染物排放、體積小、重量輕等優(yōu)點。隨著熱電材料的迅速發(fā)展以及性能的提高，已經開始從軍事航天領域向民用和工業(yè)應用方面普及。
　　 本課題中，采用ANSYS軟

2、件，研究溫差發(fā)電元件的性能，并仿真優(yōu)化在中溫區(qū)(200-400℃)有較高熱電轉換效率的分段溫差電元件。在此基礎上，利用太陽能熱作為溫差發(fā)電的熱源，研制一套集熱式太陽能溫差發(fā)電裝置，主要包括太陽能集熱裝置、溫差發(fā)電器、直流穩(wěn)壓模塊等。
　　 本論文的主要內容如下：
　　 在溫差發(fā)電理論基礎上，利用ANSYS仿真軟件，仿真計算熱電單元的各個因素對其熱電特性的影響。采用對電臂分段的方法來提高溫差發(fā)電的特性，在熱端400℃，冷端

3、25℃、50℃，80℃三種情況，優(yōu)化設計了分段熱電元件的幾何尺寸，在溫差375℃時，熱電轉換效率可達到10％以上。
　　 通過對聚光集熱器、溫差發(fā)電器(集熱板、熱電模塊、水冷卻系統(tǒng))等部分的研究，組裝了一套集熱式太陽能溫差發(fā)電裝置。利用ANSYS軟件熱分析模塊，仿真實驗條件，從理論上證明了此裝置的可行性。在不同太陽輻射功率、不同熱電模塊數量情況下，實驗測得溫差發(fā)電器的輸出功率，在太陽輻射功率880W/m2時，可輸出功率約10W。