魏毅立，高 敏，杨 勇

（内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头 014010）

1 引言

可再生能源的利用程度反映了一个国家能源利用水平的高低。碟式斯特林太阳热发电技术是目前被广泛关注的研究方向，美国及欧洲一些发达国家已经将该项技术投入了实际的应用。我国在上个世纪的八十年代已经开始了碟式斯特林热发电技术的研究，由于许多关键技术问题需要解决，目前仍处于探索研究阶段。

碟式斯特林太阳热发电系统中，抛物面聚光镜反射汇聚入射的太阳光能驱动斯特林发动机带动发电机发电。太阳能斯特林发动机的吸热器是将聚焦后的太阳光能量收集、转化并提供给发动机的部件，在整个热发电系统中起关键作用。碟式太阳能热发电的两大技术问题是双轴跟踪聚光镜和斯特林发动机，为了独立地研究斯特林发动机，而不受限于双轴跟踪聚光镜，研制了太阳能模拟电加热器，采用太阳模拟装置代替实际太阳光，以便在实验室内进行斯特林发动机的研究。

2 温升的计算

为了模拟碟式太阳能热发电系统吸热器的工作情况，达到在实验室有限条件下替代太阳能热源的目的，采用电加热的模式制作了太阳能模拟电加热器（以下简称太阳能模拟器），如图1所示，为斯特林发动机提供热源。热流量与温升的关系为：

图1 太阳能模拟器

式中：Q为热流量，λ为导热系数，δ为两导热表面间的距离，F为导热面积。

2.1 计算钢板温升

钢导热系数λ为40w／m·℃，δ为6mm，导热圆面半径为11mm，钢板温升与热流量的关系为：