【摘 要】
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太阳能烟囱发电技术是一种将太阳能转化为电能的创新资源节约型发电技术，发电系统通过利用温室效应强制外部空气流过安装在烟囱底部的涡轮机达到电力输出的目的，该技术结合了温
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太阳能烟囱发电技术是一种将太阳能转化为电能的创新资源节约型发电技术，发电系统通过利用温室效应强制外部空气流过安装在烟囱底部的涡轮机达到电力输出的目的，该技术结合了温室效应、烟囱强制对流技术、风力涡轮机发电技术于一体，具有良好的经济效益与环境效益。影响太阳能烟囱发电系统效率的因素包括，涡轮机的结构参数与安装角度、太阳能烟囱结构参数、集热棚的布置、以及环境温度和侧风风速等。 本文以太阳能烟囱发电系统为研究对象，建立了太阳能烟囱发电系统的物理模型；依据流体力学、空气动力学等理论建立了太阳能烟囱发电系统的数学模型；根据以上物理模型和数学模型，最终通过fluent软件建立了完善的太阳能烟囱发电系统数值计算模型，对系统的能量转换及其主要影响因素进行了研究，并采用无量纲分析的方法对模拟数据进行处理分析，即将不同烟囱参数、不同涡轮机参数、不同侧风条件下系统的输出功率进行无量纲化，同时针对侧风的不利影响提出了相应的优化防风装置。 研究表明：双曲型通风结构相比于传统圆柱形烟囱结构能够优化系统发电效率，采用双曲型通风结构时随烟囱高度的增加系统发电效率逐渐提高，但影响较小；集热棚直径的变化对发电系统影响较大，随集热棚直径的增加系统空气质量流量和发电效率显著提升；随环境温度的升高系统发电效率逐渐降低；侧风的存在会导致太阳能烟囱发电系统发电效率的降低；涡轮机叶片型式和叶片数目的改变直接影响到系统电力的输出；采用挡风板和导流板作为防风装置可以有效缓解侧风的不利影响，相比于未安装任何防风装置的情况下采用导流板可使系统发电效率最大提高4.93％。
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