太阳能热动力空间发电系统的研究

摘要

以空间站电源为研究背景,对近年来国际上太阳能空间利用的研究做了回顾,重点讨论了太阳能热动力系统发电的原理和特点.太阳能热动力系统由聚能器,带相变蓄热的吸热器,电力转换设备,散热设备以及控制和电力调节设备等组成,其发电原理是闲式Brayton循环.在日照期,通过一个反射聚能器把入射太阳辐射聚集在一个空腔式吸热器内作为热源,沿吸热器圆周分布的换热管外的封壳内含有相变盐,吸收太阳能后熔化,利用其融解热加热惰性气体工质进行闭式Brayton循环(CBC)发电,同时储存能量,保证飞行器在阴影期的能量连续供应.CBC太阳能热动力系统已经达到了实用阶段,热机循环效率超过27%,系统总的电转换效率超过17%.与光伏电池系统相比,该系统有较高的能量转换效率、较长的寿命和较低的长期运行维护费用,是未来大功率空间站电源的发展方向.