随着科技的进步,经济的发展,化石能源日益紧缺,保护环境迫在眉睫,世界上的各个国家都在积极地开发新型能源,这其中太阳能因其洁净储量充足而受到各行各业的青睐。随着科学技术的进步,农业温室里会有很多设备需要用电,这样会增加许多能源的消耗。所以我们设计高效的温差发电系统来为温室里的小型用电设备提供电量。由于温差发电技术研究的不够深入,目前国内研制出的温差发电装置效率都不是很高。本文设计了抛物面聚光型温差发电系统(包括热开关自动控制系统)来提高发电效率,此系统中主要的部分有抛物面聚光器、集热板、温差发电模块、热开关自动控制系统、冷却部分。本文主要从以下四个方面进行研究工作:(1)首先对聚光太阳能温差发电系统整体结构进行设计。聚光器采用抛物镜面,对太阳光有很好的汇聚作用,抛物面聚光器对太阳光进行聚光,可以将大量的太阳光聚集到聚光器中心线的上方,在中心线上方安置集热板和温差发电模块。集热板与温差发电模块热端不是紧密接触的,而是通过热开关控制系统对两接触面进行接触与分离的操作,同时控制系统也会实时监测出温差装置的温度和光照。最后在冷端安装扁平热管冷却系统来实现装置的散热。(2)对太阳能温差发电系统中的热开关控制系统的原理和结构进行了介绍,并对热开关控制系统的硬件和软件进行了设计。此系统中包括对温度和光照的监测,并通过ARM芯片对实时温度进行判断来控制电机的智能转动。通过步进电机的转动来控制发电系统集热器上表面与热电模块的热表面进行有效地接触,从而解决了温差发电系统输出功率不稳定的问题。(3)通过热力学分析软件ANSYS对温差发电模块进行传热分析。首先创立单P-N单元的ANSYS仿真模型,进行单P-N单元的热耦合分析,仿真结果可以得到单P-N单元的温度场分布图和电势场分布图。通过比较单P-N单元的理论分析结果和仿真分析结果,证明了ANSYS仿真分析的准确性。为了验证温度差对温差发电模块发电性能的影响,对P-N单元进行了不同温差的仿真分析,结果显示提高温度差能有效提升模块输出电压。随后对8对P-N结串联模块和集热器表面的温度分布进行仿真分析,揭示热量在部件中的分布规律。(4)搭建了太阳能温差发电系统的性能测试平台,通过监测装置对试验环境的太阳能辐射强度进行监测,并对集热器表面、温差发电模块热端和冷端的温度进行测量。对常规太阳能温差发电系统的输出功率进行测量,并将温差发电装置配以热开关控制系统和稳压输出模块进行优化设计,测量优化系统的输出功率。通过对常规系统和优化系统的输出功率进行比较,证明了优化系统的输出电压和输出功率更加稳定。