现如今,对能源的利用方式依然以石油、天然气等化石资源为主,化石资源不仅污染严重,并且现阶段的储量也不能满足人类长时间消耗。为了缓解这一现状,以太阳能为代表的可再生资源地研究利用已经迫在眉睫。太阳能温差发电技术可以有效地利用太阳能分散性强、能流密度低等特点来获得低温热源。通过对国内外温差发电系统的研究现状分析发现,由于集热装置占地面积过大,单位面积内的发电效率很低。为了提高单位面积内的温差发电效率,提出了基于微热管阵列的太阳能温差发电系统。这种温差发电装置本质上是将光学、热力学、温差发电、控制技术等多种技术的一种综合性地利用。本文首先介绍了热电材料的塞贝克效应、帕尔帖效应、汤姆逊效应、焦尔效应和傅里叶效应,对热电材料的塞贝克系数、电导率、热导率、热管的工作原理和热管内部的流体工质对流换热进行说明。选择微热管阵列、RLHY-2337型的太阳能选择性吸收涂层、SP1848-27145SA的温差发电片搭建出基于微热管阵列的太阳能温差发电系统。为了分析温差发电系统性能,搭建了以温差发电系统为核心的试验平台。其次分别对基于微热管阵列的温差发电系统的光热转换效率、热电转换效率进行分析。对系统的光热转换效率分析中,分别从系统复合换热,系统的瞬时热效率;在温差发电系统的热电转换效率分析中,先对理想状态的热电效率进行研究,再考虑散热的情况,对热电转换效率进行分析。为了提高温差发电系统的热电转换效率,对比分布式、集中式以及混合式的控制策略,最终选择出混合式控制策略对温差发电系统进行控制。最后针对温差发电系统的效率影响因素进行相应地仿真、试验。通过现场试验,对温差发电系统光热转换的瞬时热效率、热损失进行分析说明。通过ANSYS建立三维仿真模型,对温差发电片内部热电单元对数的影响进行分析;再通过试验着重研究温差发电系统冷热端温差、负载电阻大小和温差发电片的串并联方式对热电转换的影响。