王坤：超临界二氧化碳太阳能热发电系统的高效集成及其聚光传热过程的优化调控研究

　　作为可再生能源的一种重要利用方式，聚光型塔式太阳能热发电技术近年来得到了快速发展。然而，与传统燃煤火力发电相比，其发电成本仍然相对较高。进一步提高系统效率、降低发电成本是太阳能热发电技术的发展方向。

　　在太阳能热发电系统中发展更加高效、紧凑的超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环是提高系统效率、降低发电成本的有效途径之一。论文围绕S-CO₂布雷顿循环在太阳能热发电系统中的高效集成，系统研究了S-CO₂太阳能热发电系统的一体化建模、循环形式筛选与评价体系构建方法，揭示了腔体吸热器的太阳能流的时空分布规律及光热耦合特性，提出了有效的太阳能流分布的均化调控方法。

　　研究成果可为S-CO₂布雷顿循环在太阳能热发电系统的构建集成以及安全高效的聚光集热系统的优化设计提供理论基础，有助于推动S-CO₂太阳能热发电技术的发展。

　　目前S-CO₂太阳能热发电系统的集成研究刚刚起步，缺乏一体化热力学模型与综合评价体系。另一方面，聚焦后的太阳能表现出强烈的非均匀性，给吸热器的安全高效运行带来极大挑战。鉴于此，论文以提高太阳能热发电系统效率与安全性、降低发电成本为目标，提出将新型的S-CO₂布雷顿循环与相对成熟的熔盐吸热技术相结合，围绕S-CO₂布雷顿循环在太阳能热发电系统中的高效集成及其聚光、传热过程的优化调控，从系统层面与部件层面展开了深入研究。本论文主要创新点包括：

　　1.针对间接式S-CO₂太阳能热发电系统建立了光-热-功一体化完整热力学模型，进行了多参数协同优化，率先构建了S-CO2太阳能热发电系统的综合性能评价体系；

　　2.提出了一种MCRT与Gebhart方法耦合的光学模型，更加准确地揭示了吸热器内太阳能流分布的实时变化规律，并发展了塔式熔盐腔体吸热器的光-热耦合模拟方法，揭示了吸热器内的复杂耦合换热特性；

　　3.定量揭示了吸热器内太阳能流分布均匀性与光学效率之间此消彼长的权衡关系，提出了2种有效的太阳能流分布的调控方法，以最小的光学损失为代价均化了吸热器内的太阳能流分布。

　　[1]Wang K, He Y L*. Thermodynamic analysis and optimization of a molten salt solar power tower integrated with a recompression supercritical CO2 Brayton cycle based on integrated modeling[J]. Energy Conversion and Management, 2017, 135: 336-350. （ESI高被引论文、ESI热点论文、中国百篇最具影响国际学术论文）

　　[2]Wang K, He Y L*, Zhu H H. Integration between supercritical CO2 Brayton cycles and molten salt solar power towers: A review and a comprehensive comparison of different cycle layouts[J]. Applied Energy, 2017, 195: 819-836.（ESI高被引论文、ESI热点论文）

　　[3]Wang K, Li M J*, Guo J Q, et al. A systematic comparison of different S-CO2 Brayton cycle layouts based on multi-objective optimization for applications in solar power tower plants[J]. Applied energy, 2018, 212: 109-121.（ESI高被引论文）

　　[4]Wang K, He Y L*, Qiu Y, et al. A novel integrated simulation approach couples MCRT and Gebhart methods to simulate solar radiation transfer in a solar power tower system with a cavity receiver[J]. Renewable Energy, 2016, 89: 93-107.（ESI高被引论文）

　　[5]Wang K, He Y L*, Cheng Z D. A design method and numerical study for a new type parabolic trough solar collector with uniform solar flux distribution[J]. Science China Technological Sciences, 2014, 57(3): 531-540.（《Sci. China Technol. Sci.》封面文章， 2016年度高影响力论文）

　　厚积薄发，久久为功

　　科研是对未知世界的探索，充满着不确定性和挑战。面对读博过程中遇到的困难和挫折，需要静下心来一步一步追根溯源，探求解决方案。只有通过持之以恒的努力与锲而不舍的投入，经过日积月累的沉淀，才可能有所成效。

　　就如同钉钉子，只有一锤一锤地敲，才能把钉子打牢钉实。读博同样需要发扬这种“钉钉子精神”。合抱之木，生于毫末，九层之台，起于累土。科研成绩的取得并非一朝一夕之功，需要找准研究方向，然后朝着研究目标日复一日地努力，厚积薄发，久久为功。

　　大处着眼，小处着手

　　博士课题的确定应从“大处着眼”，着眼于国家重大需求或紧跟学科发展前沿；而具体科研问题的解决则应从“小处着手”，需对每个环节谨慎求证，对每个数据反复论证。

　　读博期间，在我的导师何雅玲院士的带领下，课题组针对能源转型升级及绿色能源发展的国家重大需求，很早提出了在太阳能热发电系统中发展超临界二氧化碳循环，并围绕先进动力循环的构建集成以及关键部件的性能提升进行了深入研究。

　　而在具体的研究过程中，在何老师的指导下，课题组成员会对每个公式进行反复推导、对建立的新模型进行全面验证、对实验方案进行谨慎论证，确保每个环节准确无误，把细节做到极致。

　　饮水思源，不忘初心

　　饮水思源，感恩母校，感念师恩。读博期间取得的科研成绩，离不开母校的培养，离不开导师的悉心指导。母校具有深厚的文化底蕴、浓厚的学术氛围和优良的学术资源。在交大六年的求学生涯，是我人生中的宝贵财富，它激发了我的科研兴趣、拓宽了人生视野，提升了学术自信。

　　更要感谢我的导师何雅玲院士多年来对我的悉心指导、谆谆教诲和无私关怀。从入组之初的科研“小白”到顺利拿到博士学位，何老师给予了我太多指导和帮助。无论是博士课题立项依据的论证、研究计划的制定，还是研究方案的具体实施与研究成果的发表，何老师均给予了悉心点拨，使我的科研水平迅速提高。同时，何老师言传身教，教会了我什么是严谨求实的科研态度、什么是敢打硬仗的顽强意志、什么是只争朝夕的工作作风，我将终身受益。

　　不忘初心，继续前行。我将带着在母校的所学所得，在新的工作岗位上努力工作，传播交大品格，发扬西迁精神，不辜负母校和导师的培养。