動態高熱流密度對太陽能熱電系統翹曲的影響機理研究

《動態高熱流密度對太陽能熱電系統翹曲的影響機理研究》是依託華中科技大學，由明廷臻擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：動態高熱流密度對太陽能熱電系統翹曲的影響機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：明廷臻
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

太陽能熱電發電裝置是一種節能環保的新能源利用技術，具有十分廣闊的套用前景，目前是國際上的研究熱點。但施加於集熱表面的動態高熱流密度容易使集熱表面與熱端基板之間產生翹曲現象，從而顯著降低發電模組的總體性能，國內外尚無相關研究報導。基於此，本項目以太陽能熱電發電裝置在工程套用中的封裝與可靠性問題為背景，研究兩個主要科學問題：動態高熱流密度對太陽能熱電發電裝置產生翹曲現象的影響機制；翹曲對熱電模組接觸熱阻和發電效率的耦合影響機制與定量分析。建立熱、電、熱應力、流動與傳熱、變物性參數的耦合數學模型，分析動態高熱流密度、環境對太陽能熱電裝置翹曲的影響機理，建立翹曲、接觸熱阻和發電效率的耦合數學模型，定量分析三者之間的相互影響關係，闡述這一相互影響的物理機制；進一步開展產生翹曲的可靠性實驗，比對和驗證理論分析結果，改進耦合數學模型，探索新的封裝工藝和方法，為太陽能熱電發電裝置的封裝和設計提供理論依據。

結題摘要

本研究結合數學分析、實驗和數值模擬方法，主要探索了熱端非均勻熱流對熱電模組發電影響數值模擬分析，熱電模組結構對模組內熱應力分布的影響數值模擬分析，熱端非均勻熱流對熱電模組熱應力影響數值模擬分析，熱端非均勻溫度分布熱電模組的實驗和數值模擬研究，太陽能熱電發電及菲涅爾透鏡設計與分析。得到了改進熱電模組發電效率和工作環境的方法，驗證了熱端溫度分布對熱電模組內應力分析的影響大小，比較分析了不同的菲涅爾透鏡設計。