基于拓扑优化的聚光光伏-相变材料-热电发电机系统性能研究

Performance investigation of a concentrated photovoltaics-phase change material-thermoelectric generator system based on topology optimization

Bohan Hao · Yemao Wang · Liyao Xi · Yulong Zhao 等5人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.293

在聚光光伏-相变材料-热电发电机（CPV-PCM-TEG）系统的相变材料区域中引入高导热翅片可显著提升光伏发电和废热回收性能。本研究对相变材料内的翅片结构进行了拓扑优化，并采用固体各向同性材料惩罚法（SIMP方法）得到了三种拓扑翅片结构。随后建立了CPV-PCM-TEG系统的数值模型，用以研究这些拓扑翅片对系统整体性能的影响。结果表明，与直翅片相比，拓扑翅片能够进一步降低相变材料的热阻，使CPV温度降低15.68 K，CPV输出功率提高10.52%，同时TEG输出功率增加4.56%。然而，在无太...

解读: 该CPV-PCM-TEG集成系统的拓扑优化技术对阳光电源光储融合方案具有重要借鉴价值。研究中的相变材料热管理与拓扑优化翅片设计,可应用于ST系列储能变流器及PowerTitan系统的热管理优化,降低功率器件工作温度15K以上,提升系统效率10%。特别是其废热回收理念,可与SG系列光伏逆变器结合,通过...