利用微间隙热离子-热电混合能量转换器收集太阳热能：模型建立、能量交换分析与性能优化
应用物理
2020-06-09 v1 介观与纳米尺度物理
计算物理
摘要
我们通过建立详细的系统理论模型，对一种双微间隙热离子-热电混合能量转换器进行了综合分析。在研究级联系统中的能量流动时，考虑了热离子转换中的空间电荷和近场效应，以及热电转换中的温度依赖效应。在考虑能量平衡条件的自洽迭代算法下，量化了系统不同部分的温度和能量交换通道。该模型被用于模拟由恒定热通量源（例如可为聚光太阳辐照）驱动时的混合系统性能。通过若干示例说明了太阳辐照强度对组合系统效率的影响，以及热电发电机性能对热离子顶阶段释放废热的依赖关系。基于这些分析，进行了混合系统的性能优化。本工作所得发现为混合发电机的运行提供了有益的见解。此外，所建立的模型可用作此类混合系统实际实现的设计工具，或通过求解反问题从实验数据中提取材料和器件相关参数。
引用
@article{arxiv.2006.03688,
title = {Harvesting Solar Thermal Energy With a Micro-gap Thermionic-Thermoelectric Hybrid Energy Converter: Model Development, Energy Exchange Analysis, and Performance Optimization},
author = {Ehsanur Rahman and Alireza Nojeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03688},
year = {2020}
}
备注
30 pages, 10 Figures