Zeitschrift für angewandten Maschinenbau

Abstrakt

Modellierung und Simulation eines Hochleistungs-Solar-Thermoelektrik-Generators

Hadi Ali Madkhali, Ho-Sung Lee

Um eine höhere Effizienz von 21,6 % zu erreichen, wurde ein neues und optimales STEG-Design entwickelt. Das neue Design besteht aus drei kaskadierten thermoelektrischen Materialien. Darüber hinaus umfasst es zwei Glasscheiben, einen selektiven Solarabsorber, zwei Strahlungsschilde und ein Zwangsluftkühlsystem. Das Design wurde theoretisch und numerisch mit der ANSYS-Software modelliert.

Nomenklatur: Fläche des Absorbers (A _a ); Querschnittsfläche des thermoelektrischen Elements (A _e ); Querschnittsfläche des Thermoelements (A _p , A _n ); Optische Konzentration (C _opt ); Thermische Konzentration (C _th ); Gleichstrom (DC); Wärmeleitfähigkeit (W/mk) (k); Wärmeleitfähigkeit für p-Typ und n-Typ (K _p , K _n ); Schenkellänge (L); Anzahl der Thermoelemente (n); Wärmestrom (q); An der kalten Verbindung freigesetzte Wärmerate (Q _c ); An der heißen Verbindung absorbierte Wärmerate (Q _b ); Innerer elektrischer Widerstand (R); Lastwiderstand (R _L ); Innerer elektrischer Widerstand für p-Typ und n-Typ (R _p , R _n ); Solarthermoelektrischer Generator (STEG); Thermoelektrischer Generator (Teg); Spannung (V); Leistungsabgabe (W); Gütezahl mit der Einheit (1/k) (Z); Seebeck-Koeffizient mit der Einheit (μV/K) (Α); Absorptionsgrad (Α _a ); Grenzflächentemperaturen (T _h,c,1,2,3,4 ); Emissionsgrad (Ε); Stefan-Konstante (σ); Transmissionsgrad des Glases (Τ _g ); Thomson-Koeffizient (τ); Elektrischer Widerstand (Ω cm) (ρ)