Transient and non-uniform heat flux from solar concentrators can affect the performance of solar thermoelectric generators, which generate electricity from concentrated solar radiation. Therefore, this paper presents a detailed three-dimensional study on the effect of transient and non-uniform heat flux on the performance of a solar thermoelectric generator (STEG). COMSOL 5.4 Multiphysics software is utilized for the numerical study while the non-uniform heat flux from a compound parabolic concentrator is obtained through ray tracing simulation using Lighttools software. Varying solar radiation under typical partly cloudy weather condition is utilized. Furthermore, phase change material (PCM) is used to reduce the effect of transient and non-uniform heat flux therefore; it is positioned at the top surface of the solar thermoelectric generator. A comparison between the performance of the STEG with and without PCM is presented, and a parametric study on the effect of PCM fins and PCM height on the STEG performance is carried out. Results show that the place of PCM on the top surface of the solar thermoelectric generator is an effective approach to provide a stable electrical performance form the STEG under varying weather conditions. Furthermore, results reveal the effectiveness of the phase change material in protecting the solar thermoelectric generator under highly concentrated solar radiation. This study will provide valuable design guidance for solar thermoelectric generators under varying weather conditions and with solar concentrators, which produce non-uniform heat flux.

来自太阳能集中器的瞬态热流和不均匀热流会影响太阳能热电发电机的性能，后者会从集中的太阳辐射中发电。因此，本文对瞬态和非均匀热通量对太阳能热电发电机（STEG）性能的影响进行了详细的三维研究。使用COMSOL 5.4 Multiphysics软件进行数值研究，而使用Lighttools软件通过射线追踪模拟获得来自复合抛物面聚光器的非均匀热通量。利用在典型的部分多云天气条件下变化的太阳辐射。此外，相变材料（PCM）用于减少瞬态和非均匀热通量的影响；它位于太阳能热电发电机的顶面。比较了带和不带PCM的STEG的性能，并对PCM鳍片和PCM高度对STEG的性能进行了参数研究。结果表明，在太阳能热电发生器的顶面上放置PCM是一种有效的方法，可以在变化的天气条件下从STEG提供稳定的电气性能。此外，结果揭示了相变材料在高浓度太阳辐射下保护太阳能热电发电机的有效性。这项研究将为太阳能热电发电机在变化的天气条件下以及产生不均匀热通量的太阳能集中器提供有价值的设计指导。对PCM鳍片和PCM高度对STEG性能的影响进行了参数研究。结果表明，在太阳能热电发生器的顶面上放置PCM是一种有效的方法，可以在变化的天气条件下从STEG提供稳定的电气性能。此外，结果揭示了相变材料在高浓度太阳辐射下保护太阳能热电发电机的有效性。这项研究将为太阳能热电发电机在变化的天气条件下以及产生不均匀热通量的太阳能集中器提供有价值的设计指导。对PCM鳍片和PCM高度对STEG性能的影响进行了参数研究。结果表明，在太阳能热电发生器的顶面上放置PCM是一种有效的方法，可以在变化的天气条件下从STEG提供稳定的电气性能。此外，结果揭示了相变材料在高浓度太阳辐射下保护太阳能热电发电机的有效性。这项研究将为太阳能热电发电机在变化的天气条件下以及产生不均匀热通量的太阳能集中器提供有价值的设计指导。结果表明，在太阳能热电发生器的顶面上放置PCM是一种有效的方法，可以在变化的天气条件下从STEG提供稳定的电气性能。此外，结果揭示了相变材料在高浓度太阳辐射下保护太阳能热电发电机的有效性。这项研究将为太阳能热电发电机在变化的天气条件下以及产生不均匀热通量的太阳能集中器提供有价值的设计指导。结果表明，在太阳能热电发生器的顶面上放置PCM是一种有效的方法，可以在变化的天气条件下从STEG提供稳定的电气性能。此外，结果揭示了相变材料在高浓度太阳辐射下保护太阳能热电发电机的有效性。这项研究将为太阳能热电发电机在变化的天气条件下以及产生不均匀热通量的太阳能集中器提供有价值的设计指导。