由于能源和环境问题，以及对电力的需求不断增加，以清洁、可再生能源为资源的太阳能热发电技术已成为最有前途和最具挑战的技术之一。太阳能碟式热发电系统作为三大太阳能热发电系统（槽式、塔式和碟式）之一，具有高效率，模块化，自主运行，适用于多种能源形式（无论是太阳能或化石燃料，或两者混合）的优点。一方面，传统的以碟式/斯特林发电机等形式来实现热电转换的太阳能碟式热发电系统正受到挑战；另一方面，太阳能碟式热发电系统中的吸热器是太阳能向热能转换的关键部件，通常存在各种形式的热损失。其中，对流热损失是吸热器能量损失的重要组成部分，但由于机理复杂，计算难度大，是研究太阳能碟式热发电系统中吸热器热性能的重点和难点，也是当前太阳能领域的热点前沿课题。本文在大量文献调研和比较性研究的基础上，首先提出一种新的太阳能碟式热力循环系统—太阳能碟式/碱金属热电转换系统和一种能够实现等温光热转换的太阳能热管式吸热器。在此之后，以热管式吸热器为对象，采用三维数值模拟方法研究了热管式吸热器在有/无环境风条件下，其内部和采光口附近空气的流动和传热特征；在变物性条件下探讨了相关参数，如采光口的位置和大小、腔体的深径比、倾角、壁温以及环境风对热管式吸热器的自然或自然-强制混合对流热损失的影响规律；比较了热管式吸热器在有/无环境风条件下对流热损失特性的差异，揭示了环境风对吸热器对流热损失的影响规律以及由环境风引起的强制对流和腔体内自然对流的耦合特征。相应地，提出用于预测太阳能腔式吸热器的自然对流和混合对流热损失的Nusselt数关系式，并与已有模型进行比较。然后，根据数值计算结果，对太阳能碟式/碱金属热电转换系统的整体热-电转换性能进行评价，并详细讨论了其性能与各种参数之间的关系。最后，通过建立圆柱形腔式吸热器热损失特性实验台，采用电加热的方法，研究了倾角、热流密度和开口率等参数对圆柱形腔式吸热器热损失的影响。本文一方面可发展和丰富太阳能吸热器对流热损失理论，另一方面为太阳能碟式热发电系统设计和性能提高提供科学依据。所得主要结果如下：①对于热管式吸热器在无风环境下的自然对流热损失，采用三维数值模拟方法研究表明：由于考虑了空气热物性随温度的变化，数值结果与实验结果更吻合；同时，吸热器自然对流热损失和对流换热系数随腔体壁面温度的升高而增大，而对流换热Nusselt数随腔体壁面温度的升高而减小。采光口位置对吸热器自然对流热损失的影响与倾角密切相关，而采光口大小对吸热器自然对流热损失的影响在不同的倾角下类似。当吸热器腔体的深径比减小时，腔体内部的对流区域和空气流速都增大，从而导致自然对流热损失增大。同时，定义修正的开口率，用以耦合深径比和采光口大小的共同影响。此外，实验研究发现：当输入热功率不变时，吸热器的自然对流热损失随着倾角的增大而减小，导热损失和辐射热损失随倾角的增大而增大。与恒壁温工况下的结果不同的是，吸热器在恒热流工况下，其自然对流热损失Nusselt数随着自然对流热流密度的增大而缓慢增大，而在恒壁温边界条件下，吸热器自然对流热损失Nusselt数随着壁温的增大而线性减小。此外，定热流工况下倾角对辐射热损失的影响比定壁温工况略大。②对于热管式吸热器在有风环境下的自然-强制混合对流热损失，采用三维数值模拟方法研究表明：区别于无风环境下吸热器自然对流热损失随倾角增加而单调减小的规律，在有风环境下，太阳能吸热器混合对流热损失同时受到环境风和倾角的共同影响，且规律较为复杂。在某些环境风条件下，吸热器的混合对流热损失甚至小于无风环境下的自然对流热损失，且存在临界风速使混合对流热损失达到极小值。此外，当风速不断增加时，吸热器在不同倾角下的混合对流热损失差异越来越小。③对于太阳能碟式/碱金属热电转换系统的整体热-电转换性能，理论计算表明：太阳能碟式/碱金属热电转换系统在有风环境下的整体热-电转换效率随运行温度的变化规律与无风环境下的情形非常相似。所不同的是，在无风环境下，太阳能碟式/碱金属热电转换系统的热-电转换效率峰值为20.7％；而在有风环境下，系统的热-电转换效率峰值降为19.0％。此外，太阳能碟式/碱金属热电转换系统的热-电转换效率随着风速的增加而降低，但风向的影响很小。鉴于太阳能碟式/碱金属热电转换系统的高效性，太阳能碟式/碱金属热电转换系统有望成为最具竞争力的太阳能利用技术之一。