综述:提高太阳能池发电效率的系统性综述与框架:关键技术及集成策略

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:Journal of Energy Storage 8.9

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  (编辑推荐)本综述系统构建了太阳能池(Solar Pond)发电效率提升框架,聚焦光热转换(α)、储热效率(ηs)、零功耗取热技术及有机朗肯循环(ORC)与热电发电机(TEG)的混合系统优化,提出光伏/风电协同制氢的集成策略,为大规模太阳能热利用提供系统性解决方案。

  

Impact factors in solar pond performance
太阳能池发电系统效率受多阶段协同影响,其净功率输出(Pnet?)可量化为太阳辐射(E)、光热转换率(α)、储热效率(ηs)与热电效率(ηth)的乘积减去取热功耗(Wp?)。研究表明,相变材料(PCM)厚度增加至0.8m可使储热效率提升至13.8%,而钢纤维掺杂PCM能显著提升传热系数18.84%。

Conclusions and outlook
太阳能池技术未来发展方向包括:

  1. 盐类优化:梯度盐度设计可增强热稳定性;
  2. 零功耗取热:降低系统运行能耗的关键靶点;
  3. 混合转换系统:ORC采用非共沸工质与TEG联用,实现80-100°C中低温热源高效利用;
  4. 多能互补:光伏/风电集成支撑大规模制氢工厂,提升经济性。当前限制在于储热性能已接近理论极限,需聚焦取热与转换环节创新。

CRediT authorship contribution statement
杨瑞雪(Ruixue Yang)负责初稿撰写与数据分析,范程程(Chengcheng Fan)参与数据整理,李德明(Deming Li)贡献方法论,邓自栋(Zidong Deng)指导研究并统筹基金支持。

Declaration of competing interest
作者声明无利益冲突。

Acknowledgement
研究受国家自然科学基金(52276054、92373118)及东南大学“至善学者”计划(2242023R40004)资助。

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