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蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统换热特性数值模拟研究
蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统换热特性数值模拟研究
摘要：
近年来，随着能源需求的不断增长，传统能源已经无法满足人们对能源的需求。因此，研究和利用可再生能源成为了一种必然趋势。蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统是一种创新的可再生能源利用方案，其能够同时产生热能和电能。本文通过数值模拟的方法，研究了该系统的换热特性。首先，对系统的热传导进行建模，然后通过数值模拟方法得到了系统在不同工况下的温度分布和热传导速率。研究结果表明，系统的换热效率受到多个因素的影响，包括太阳辐射强度、太阳能集热器的设计和运行参数等。最后，本文对该系统的实际应用进行了展望，并提出了一些改进措施。
关键词：蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统，换热特性，数值模拟，可再生能源
1.引言
能源问题是全球面临的一个重要挑战，传统能源已经不能满足日益增长的能源需求。因此，人们开始转向可再生能源的开发和利用。太阳能是一种重要的可再生能源，具有丰富的资源和广泛的应用前景。目前，太阳能光伏发电已经成为了一种主要的可再生能源利用方式，但其效率相对较低。为了提高太阳能的利用效率，研究人员提出了蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统。该系统通过热传导和光伏发电相结合的方式，实现了同时产生热能和电能的目标。本文对该系统的换热特性进行了数值模拟研究，以深入了解系统的工作原理和性能。
2.系统建模
蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统由太阳能集热器、蓄热器、热传导层和光伏电池组成。系统的热传导过程可以用热传导方程来描述。假设系统处于稳态，忽略边界效应和对流换热，可以得到如下的热传导方程：
∂T/∂t=α∇²T
其中，T为温度分布，t为时间，α为热扩散系数，∇²T为温度分布的拉普拉斯算子。
3.数值模拟结果与分析
通过数值模拟方法，我们得到了系统在不同工况下的温度分布和热传导速率。研究结果表明，系统的换热效率受到多个因素的影响。首先，太阳辐射强度会直接影响到太阳能集热器的表面温度和系统的换热效率。其次，太阳能集热器的设计和运行参数，如集热面积、热流量等，也会对系统的换热特性产生影响。通过优化集热器的设计和运行参数，可以进一步提高系统的换热效率。
4.实际应用和改进措施
蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统具有广阔的应用前景，可以应用于建筑物供热、热水供应等领域。然而，目前该系统的技术水平还比较低，存在一些问题，如换热效率不高、系统成本较高等。为了进一步推广和应用该系统，我们可以采取一些改进措施，如改进太阳能集热器的设计、优化系统的工作参数等，以提高系统的效率和经济性。
5.结论
本文通过数值模拟的方法，研究了蓄热式太阳能热光伏-热推进双模系统的换热特性。研究结果表明，系统的换热效率受到多个因素的影响，并且可以通过优化集热器的设计和运行参数来进一步提高系统的效率。该系统具有广阔的应用前景，但目前还存在一些问题，需要进一步研究和改进。希望本文的研究结果能够为该系统的实际应用和改进提供参考。
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