题目：利用太阳能的光热复合发电装置的研制

摘    要

随着全球能源资源的日趋短缺，环境问题日益严重，太阳能的高效、综合、低成本利用变得更为迫切。光伏发电技术已在各个领域获得了广泛应用，但目前光伏电池只能将一小部分太阳能转换为电能，大部分太阳辐射主要产生热能。这部分损失的热量造成了光伏电池的温度升高，产生了很大的热控问题。有效地利用相变储能材料的特性可以将这些废热、余热收集、储存起来，而热电材料是一种能实现直接将热能转化为电能的固体材料，由其制备的热电器件能够利用这些储存起来的热量进行发电。光热电一体化发电系统结合光伏发电、相变储能及热电转换技术，使用储热单元与热电发电器件充分利用光伏发电过程中未被吸收的热量发电，另外，在光伏电池失效的情况下，可以利用昼夜温差，将白天储存的热量用于发电，这样不但降低了光伏电池工作温度，还达到了提高太阳能综合利用效率的效果。

本课题针对能量的输出，开展对太阳能发电的调研，通过对光伏、光热、相变储能及温差发电的研究，获得一体化发电装置，实现太阳能全光谱利用，为一体化发电的研究提出解决方案。论文的主要工作内容主要有以下几点：首先，在有无光照情况下，分别对器件的热收集、传导及转换效率进行了模拟计算，并找出一体化发电系统发电量与热电转化效率、环境温度以及储能材料质量等多个参数之间的关系，从理论上验证了课题的可行性；其次，论文从小型化的角度对储热元件进行设计，提出了四种不同的对比性实验方案，成功地搭建了一体化发电系统，并对系统的性能进行了测试分析，通过多项对比，选择出了最佳实验方案。发展太阳能光热电一体化技术实现了对能源的高效、综合利用，在我国新能源利用和开发方面具有重要的应用前景，也对未来太阳能的综合利用技术发展奠定了良好的基础。