太阳能驱动单级异质结热离子发电装置性能优化

作     者：邱肃肃 陈林根 丁泽民 戈延林 QIU SuSu;CHEN LinGen;DING ZeMin;GE YanLin

作者机构：海军工程大学动力工程学院武汉430205 武汉工程大学热科学与动力工程研究所武汉430205 湖北省绿色化工装备工程技术研究中心武汉430033 武汉工程大学机电工程学院武汉430205 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51779262) 湖北省自然科学基金(编号:2017CFB498)资助项目 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2022年第52卷第12期

页      码：1901-1911页

摘      要：异质结热离子装置具有较高的理论转换效率,在高效太阳能利用领域具有广阔应用前景.然而实际异质结热离子装置往往存在多种不可逆因素,从而使装置性能降低.本文建立太阳能驱动单级热离子发电装置的有限时间热力学模型,模型包括聚光模块、固态热离子发电模块和散热模块.依据电荷守恒定律和热力学第一定律,求解光吸收器和电极的温度.研究了输出电压、Schottky势垒和聚光度等参数对最优性能的影响.结果表明:存在最优的输出电压和Schottky势垒可以使能量转换效率达到极大值;聚光度增大时,功率和效率均先增大后减小,存在最优聚光度Cη,max≈1700和CP,max≈2250使得效率和功率分别达到局部极大值.所得结果可为实际太阳能驱动热离子装置的优化设计提供一定理论依据.

主 题 词：有限时间热力学 太阳能 热离子发电机 van der Waals异质结 热力学优化 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SST-2021-0260

馆 藏 号：203115668...