目前,能源短缺和环境破坏日趋严重,而太阳能作为一种优质的可再生替代能源,可以通过光伏、光热两种方式进行收集和转化。本文在斯特林机的基础上,提出了光伏光热一体化利用的两种方式,并且进行可行性分析。并在分光利用方案的基础上对各部件进行了设计与分析,估算了设计的理论效率,并结合北京地区的气象条件,对其实际效率进行分析,并与光伏电池、碟式斯特林机进行效率和经济性的对比,并就其未来发展的可行性提出展望。
ⅰ. 对斯特林机进行相关设计与分析,包括工质的选择、基本参数的设置及斯特林机效率计算;
ⅱ. 太阳电池的选型,带隙要较大,使斯特林机能入射充足的能量,其效率也要相对较高;
ⅲ. 分光装置的确定;
ⅳ. 根据斯特林机、太阳电池和分光装置,对应设计碟式聚光器-吸收器部分,包括基本参数设置,损耗分析及聚光器-接收器效率计算;
ⅴ. 效益计算和经济性分析
项目提出了将太阳电池与斯特林机有机结合的光伏光热一体化应用设计,并分别分析了标准情况下斯特林机和碟式聚光器-接收器的效率,之后通过在北京地区实际发电量的估算,证明了相关设计对太阳光谱利用提高的可能性。后就其度电成本进行估算,并与多晶硅太阳电池和碟式斯特林机进行对比,发现其在提高对太阳光谱利用效率的同时成本有所上升,适合于相同占地面积下需要得到最大电力输出的发电情景,最后就其未来的发展提出了展望。