太阳能资源的开发利用有效地解决了传统化石能源短缺的问题,其中光伏发电是太阳能重要的利用方式之一,但现阶段光伏发电系统效率较低。为了提高太阳能综合利用效率,同时保证光伏电池光电转化效率,对其产生的高密度热流进行余热回收具有重要意义。固-液相变蓄热,因其蓄/放热过程中温度几乎保持恒定、蓄热密度大等优点而备受关注。相变蓄热材料的热物性和蓄热器结构是影响相变蓄热系统性能的两大重要因素。研发高性能的定型相变蓄热材料对提高蓄/放热效率具有深远意义。此外,相变蓄热器的结构既影响蓄热系统性能,又影响蓄热系统的加工成本。基于此,本论文将研发具有高导热性能的定型复合相变蓄热材料,建立复合相变蓄热材料热物性与其组成结构的关联机制,并设计开发高效相变蓄热装置,探究其蓄热特性。水合盐相变蓄热材料具有相变潜热大,来源广泛,成本低等优点,但其存在较大的过冷度和对容器材料较强的腐蚀性。基于此,首先制备Alum/膨胀石墨复合相变蓄热材料,其中膨胀石墨既是成核剂也是导热增强多孔介质骨架,并对其热物性和蓄放热特性展开详细的实验和机理研究。此外,通过将复合相变蓄热材料与金属材料直接接触探究其与容器材料的兼容性,并对其腐蚀机理展开相关的理论分析。为了拓展水合盐Alum的应用范围,通过实验探索,发现添加合适的熔点改性剂可以明显降低其熔点。Ala的加入能够有效降低Alum的熔点,以Sod作为成核剂,膨胀石墨为成核剂兼导热增强多孔骨架,制备Alum-Ala/膨胀石墨复合相变蓄热材料。通过实验测量了所制备的Alum-Ala/膨胀石墨复合相变蓄热材料的热物性。实验结果表明,通过调节Ala用量,其熔点可从74.61℃调整到91.11℃,大大拓宽其应用温度范围。对次,本论文就其熔点改性机理进行详细的理论分析。实验结果还表明,膨胀石墨的添加使其热导率提高了21.9倍(相对于原始Alum-Ala),Sod和膨胀石墨的加入使其过冷度从2.238K降低到1.866K。有机相变蓄热材料由于在使用过程中具有卓越的循环稳定性且无过冷度和相分离等优点而备受关注,但其仍存在液态流动性和热导率低等缺点。以AC为相变蓄热材料,通过实验制备AC/膨胀石墨复合相变蓄热材料,并对其热物性参数展开详细的实验研究。热导率测试结果表明膨胀石墨的加入使其热导率提高到了6.159W/m/K,同时建立有效的热导率预测模型。目前对于有机共晶相变蓄热材料的研发大多集中于脂肪酸类和直链烃类,所制备的共晶相变蓄热材料相变温度较低,由于AC具有卓越的热物性,SA具有成本低、性能优良的优点,以SA和AC为原料,SA与AC以质量比83:17制备SA-AC共晶相变蓄热材料;然后制备SA-AC/膨胀石墨复合相变蓄热材料,并对其热物性展开详细的实验研究。SA-AC共晶相变蓄热材料的熔化温度和熔化潜热分别为66.35℃和202.5J/g,说明SA-AC共晶相变蓄热材料具有卓越的蓄热容量,适合用于余热回收。采用热力学第二定律对SA-AC/膨胀石墨复合相变蓄热材料相变特性展开相关的理论分析。相变蓄热器的结构是影响蓄热系统性能的重要因素之一。设计了一款圆柱形蛇形管相变蓄热器,以OP80E/膨胀石墨复合相变蓄热材料为蓄热载体,采用实验和数值模拟的方法研究了运行参数和蓄热材料热物性对其性能的影响。为了更好地分析各参数的影响规律,提出了平均功率这个物理量对其性能进行理论分析。