利用热力学模型研究光伏—热电复合系统效率提升机制

作     者：张宇锋 林伟清 潘华清 孙振宁 刘向鑫 施天谟 郑金成 ZHANG Yufeng;LIN Weiqing;PAN Huaqing;SUN Zhenning;LIU Xiangxin;SHI Tianmo;ZHENG Jincheng

作者机构：厦门大学物理学系福建厦门361005 上饶职业技术学院机械工程系江西上饶334109 厦门大学电子科学系福建厦门361005 中国科学院电工研究所北京100190 

基　　金：教育部高等学校博士学科点专项科研基金新教师项目(20090121120028) 教育部高等学校博士学科点专项科研基金博导类项目(20120121110021) 国家自然科学基金项目(U1232110) 

出 版 物：《科技导报》 (Science & Technology Review)

年 卷 期：2013年第31卷第24期

页      码：15-20页

摘      要：太阳能电池和热电模块组成的复合系统有望获得较高的太阳能到电能的转换效率。本文利用热力学方法分析了由商业化太阳能电池构成的复合系统,并根据一维模型下能流输运特性计算了系统内各模块温度及其对转换效率的影响,发现低温度系数和低效率的太阳能电池可以通过构建复合系统获得更大的性能提升。同时,由于太阳辐照的有限性导致流经热电模块的热流受到限制,因此热电模块效率无法达到理想条件下的最优值。这表明复合系统的优化并非各个模块优化后结果的简单线性叠加,而需要考虑构成复合系统的各个模块间的约束条件进行整体计算和优化,即复合系统效率不仅与材料本征特性(如电导率、热导率等)有关,也和其工作状态(如入射太阳辐照强度、热电模块构成及几何尺寸、模块之间热学特性等)有关。上述模型与结果对于类似复合系统的设计有着指导作用。

主 题 词：光伏 热电 复合系统 能量转换效率 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.3981/j.issn.1000-7857.2013.24.001

馆 藏 号：203227301...