槽式聚光器镜面高压气流除尘实验研究

太阳能聚光系统的镜面积尘不仅降低了光电转换效率,还缩短了系统的使用寿命。为此,搭建了槽式聚光镜面压缩空气除尘系统。运用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪、X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪等仪器,对积尘颗粒的晶体结构、尺寸分布、元素种类及其占比进行了分析。通过压缩空气除尘系统研究了风刀喷头的入口压力,镜面倾角,除尘高度对除尘效率的影响。结果表明,直径小于10μm的颗粒在积尘中所占比例超过50%,其中石英和白云母是积尘颗粒中主要的物质成分。积尘颗粒中的元素含量差异显著,氧元素含量最高,其次是硅元素,而氢元素的含量最低。除尘效率随着除尘压力的增加、镜面布置的倾角增大以及风刀喷头的除尘角度和高度减小而提高,最高除尘效率可达98.94%,此时镜面的积尘密度为0.03 g/m^(2),反射率为98.94%。

熔盐槽式聚光集热镜场的夜间防凝运行方案研究

基于某熔盐槽式聚光集热供汽-供暖项目,针对夜间熔盐排空方案和夜间熔盐低速循环方案这两种主要的镜场夜间防凝运行方案,分别从方案的技术特点、需要配置的设备、运维难易程度、运维成本,以及方案优缺点等方面进行了全面的分析计算和比选研究。研究结果表明:1)采用夜间熔盐排空方案时,熔盐槽式聚光集热镜场的热损失较小,但聚光集热系统整体有效工作时间减少,导致整体的集热量和产出的蒸汽量减少,同时该方案对运维水平的要求较高;2)采用夜间熔盐低速循环方案时,熔盐槽式聚光集热镜场的热损失较大,配置的设备初始投资较高,但整体的运维成本及运维难度均较低;3)针对熔盐槽式聚光集热镜场,建议采用“夜间熔盐低速循环+防凝电加热器补热”的防凝运行方案,能够以较低的综合成本获得较好的运行效果。

基于槽式聚光集热的腔体吸收器热损失特性研究

针对太阳能槽式聚光集热系统设计一种三角形腔体吸收器,对其热损失特性建立基于能量衡算和热网络方法的理论分析模型,并进行实验验证。考察腔体吸收器光口倾角、环境风速、保温层厚度、工质流速、工质与环境温差等对各分项热损失和总热损失的影响规律,通过敏感性分析近似拟合出4个二元影响因素对总热损的影响关联式。总热损随工质与环境温差、环境风速呈幂函数正增加趋势,影响较大;与保温层厚度呈对数反增加趋势;与过渡流范围的工质流速呈多项式变化,影响较小;随光口倾角的变化也不大。理论计算值与实测值吻合度高,理论分析模型较准确。结果表明腔体吸收器在无风环境下热损失大小与真空管集热器相当。

槽式聚光集热系统加热真空管的特性及应用研究

建立了槽式聚光集热真空管装置的数学模型,并与实验结果进行了对比。理论计算结果与实验结果吻合较好,误差在5.2％以内,表明可用所建立的模型对聚光式真空管加热流体的性能进行分析。在太阳辐射强度及聚光面积变化的情况下,分析了通过聚光真空管内流体的性能特性。还给出了利用槽式聚光装置驱动太阳能吸附制冷的应用实例。

槽式聚光太阳能热电联供复合循环

提出一种新型的太阳能光伏发电与供热复合循环系统,该复合循环系统有效利用太阳辐射能量,提高光伏系统电池功率,并将光伏电池所产生的热量有效回收,实现同一聚光集热器对外供电、供热。构建了槽式聚光太阳能热电复合循环实验装置,实验表明,在10倍太阳聚光作用下,单晶硅电池功率可放大5.05倍,并可有效回收太阳电池所产生的热量。太阳能热电联供系统能有效提高太阳能综合利用率。

太阳能槽式聚光反射镜自动跟踪装置

在分析太阳运行规律的基础上,提出一种太阳跟踪的新方案。描述了槽式聚光反射镜自动跟踪装置的机械结构及跟踪控制的原理、方法,给出具体应用实例。槽式聚光装置的应用前景十分广泛,可用于太阳能制冷、供暖、海水淡化等各种生产、生活领域。

多曲面槽式聚光太阳电池电热联供系统性能研究

介绍了一种多曲面槽式太阳能聚光器的工作原理,对该装置进行了三维建模,利用光学分析软件对该聚光器安装平板式太阳电池进行光线追迹分析,直观地再现了聚焦光线的分布.基于该多曲面槽式聚光系统,提出一种新型的聚光太阳电池电热联供系统(TCPV/T).该系统能够有效利用太阳辐射能量,提高太阳电池输出电功率、光电转换效率,并将太阳电池产生的热量有效回收,实现聚光发电系统对外输出电能、热能.构建了多曲面槽式聚光多晶硅太阳电池电热联供实验系统.实验结果表明,在约3倍太阳聚光作用下,与非聚光平板电池、安装于同一聚光器内的太阳电池输出电功率相比,聚光电热联供系统输出最大电功率分别提高了96.4%和64.2%,系统综合性能效率达到62.8%.

DSG槽式聚光集热系统实时动态仿真模型研究

采用理论建模和数字仿真的方法研究了再循环式DSG抛物面槽式聚光集热系统实时动态仿真模型。基于质量、能量、动量平衡方程,结合相关专业基础知识,研究了再循环式DSG槽式聚光集热系统中聚光器、预热段、蒸发段、过热段及汽水缓冲分离器的数学模型。分别以西班牙的PSA DISS试验项目和INDITEP电站的聚光集热系统为对象,结合热力系统其它辅助设备仿真模块,建立了完整的再循环式DSG槽式聚光集热系统实时动态仿真模型。试验表明模型能够正确反映研究对象动态特性和全工况运行过程,运算稳定可靠;为DSG槽式太阳能热动力发电系统以及太阳能热辅助火电机组一体化发电系统动态特性研究和仿真系统开发提供了良好的基础模型。

多曲面槽式聚光光伏发电组件光学性能研究

根据多曲面槽式聚光器的聚光性能,提出一种新的应用于光伏发电系统的聚光器结构设计方法,建立详细完整的三维模型,采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的光学性能进行仿真计算研究。通过追迹模拟,直观地再现了聚焦光线的分布、焦斑宽度,并对其几何光学效率、聚焦中心偏移量随入射偏角的变化关系进行了计算和分析。结果表明,当入射偏角不大于2.8°时,此聚光系统的几何光学效率为99.81%,聚焦中心偏移量随入射偏角呈线性变化。所建立的模型可为聚光光伏发电系统的光学效率研究提供参考。

槽式聚光集热驱动吸收式空调系统研究

以太阳能单效吸收式空调系统为研究对象,选用太阳能槽式聚光集热器与溴化锂单效吸收式制冷机对100m2会议室进行夏季制冷、冬季制热、春秋季提供必要的生活热水性能分析.结合昆明当地气候条件和该会议室结构、朝向等因素对所选会议室进行全年能耗分析,结果为夏季冷负荷75W/m2、冬季热负荷50W/m2.根据理论分析结果以及经济实用性确定选用60m2抛物槽式聚光集热反射镜、23kW溴化锂吸收式制冷机、15kW风机盘管作为系统参数,为槽式聚光集热与吸收式制冷机组相结合的系统性能研究提供理论依据.

太阳能槽式聚光集热系统的热效率研究

在对槽式聚光集热系统进行热力学分析的基础上,建立了槽式聚光集热系统的数学模型。通过与实验结果对比,证明了该模型的正确性。根据此模型分别计算分析了多种因素对聚光系统加热黑铜管和全玻璃真空管热效率的影响,指出了提高镜面反射率、减小热损失和提高吸收体导热系数是提高效率的有效途径。为槽式聚光系统在中高温的有效利用提供理论依据和参考。

槽式聚光系统聚光硅电池阵列特性实验研究

利用所设计的槽式聚光热电联供系统,对栅线平行分布和反方形分布的两种聚光硅太阳电池阵列进行了性能测试研究。结果表明,在能流聚光比为20倍的槽式聚光器下,两种电池阵列的光电效率分别为11.42%和13.89%,最大输出功率分别比聚光前放大16.06倍和19.33倍。两种电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为:-0.047 W/K、-0.45%/K、-0.035%/K;-0.029 W/K、-0.176%/K、-0.105%/K.研究结果为中低倍聚光系统聚光电池的选择和槽式聚光热电联供系统性能的优化提供参考。

单晶硅太阳电池在槽式聚光与普通光照条件下伏安特性的对比研究

为进一步对开发聚光热电联供系统提供依据与指导,在槽式聚光器中,设计了槽式单晶硅太阳能电池热电联供测试系统,并在太阳聚光条件下对单晶硅太阳电池进行了伏安特性的测试。测试结果表明,普通单晶硅太阳能电池在聚光10倍左右的情况下,开路电压变化不大,开路电流放大了4.1倍左右,伏安特性曲线基本满足线性关系。

一种改进型槽式聚光电热联供系统的性能研究

提出一种改进型的槽式聚光电热联供系统,该系统在电热联供系统的基础上增加一个金属腔体再热级,实现输出高品质电能的同时输出较高温位的热能。构建改进型槽式聚光电热联供系统实验装置,通过测试实验,发现改进型系统的电输出性能和热输出性能均有所提高。分析改进型槽式聚光电热联供系统与单晶硅平板光伏系统、太阳能热水系统三者之间的经济效益,结果表明,改进型系统的经济性能高于单晶硅平板光伏系统,低于太阳能热水系统。

槽式聚光太阳能集热系统焦面能流密度分布研究

针对呼和浩特地区的槽式太阳能聚光集热系统能流分布的影响因素进行分析,利用降维计算方法分析了吸热管壁面能流密度分布的影响因素,搭建槽式太阳能集热器焦面能流密度分布测量装置,对集热器聚焦区域能流密度分布进行测量。结果表明:不同太阳入射角θ所对应的吸热管壁面能流密度分布及峰值大小均不同,随系统跟踪偏差的增大,壁面能流密度分布趋势呈现错位形态分布;根据测试得到集热管能流分布的灰度和彩虹图,分析集热系统焦面能流分布规律及各项偏差因素对能流密度测试的影响,以及该能流密度分布测量系统主要测量不确定度,得到该系统相对标准不确定度为5.39%。

基于槽式聚光的光热反应与集热协同实验研究

设计一种全光谱太阳能分级分质利用系统进行光热协同反应与集热一体化实验研究。该系统通过光热协同催化材料将太阳光中紫外及部分可见波段光的能量转化为化学能进行储存,并利用系统中的集热材料将太阳光中部分可见及红外波段的光能转化为热能进行储存,从而实现对全光谱太阳能的综合利用。实验以光热协同分解水制氢为目标反应,利用导热油进行集热。结果表明,在反应材料表面温度为414℃的条件下,氢气产量为15.65μmol/g,系统集热效率可达43.61%。

遮光法槽式聚光系统追光传感模块设计

使用几何光学分析法对槽式聚光系统的太阳入射光与聚光器法线夹角最大允许值进了讨论,并给出了最大值的计算公式;讨论了遮光法追光传感模块的工作原理,推导出了遮光板高度的计算公式;通过电路设计把光敏电阻阻值转换成电压信号,经过AD转换后,使用单片机进行数据处理;讨论了的东西光敏电阻转换后的ADC值与判决阈值ADC_th对比产生的4种不同结果与太阳位置的判断方法,并编写单片机程序实现了该算法;经测试表明,制作的追光模块能够控制槽式聚光系统正确追光。

槽式太阳能聚光集热系统在不同跟踪模式下的对比

根据合肥地区的实测气象数据,采用数值模拟和实验分析相结合的方法,对槽式太阳能聚光集热系统在春、夏、秋、冬4个典型工况下的3种不同跟踪模式(二维跟踪、东西向跟踪和南北向跟踪)的性能进行研究和分析。结果显示:采用东西向跟踪时,系统的集热性能主要受一年四季太阳位置的变化以及太阳辐照强度的影响,夏季时系统集热效率最大,达到0.351,冬季最小,降至0.196;而采用南北向跟踪和二维跟踪时,系统的集热性能主要受太阳辐照强度的影响,其中,南北跟踪时系统效率为0.300～0.312,二维跟踪时系统效率为0.347～0.363。

槽式聚光太阳能系统太阳电池阵列

基于槽式聚光太阳能系统分别对单晶硅电池阵列、多晶硅电池阵列、空间太阳电池阵列和砷化镓电池阵列进行测试实验.结果表明,聚光后,前3种电池阵列的I-V曲线都趋于直线,输出功率急剧减少,系统效率下降较快.而砷化镓电池阵列有较好的I-V曲线,其效率由聚光前的23.66%增加到26.50%,理论聚光比为16.92时,输出功率放大11.2倍,聚光光伏系统中可采用砷化镓电池阵列以提高效率.砷化镓电池阵列Pm、FF和η的温度系数分别为-0.12W/K、-0.10%/K和-0.21%/K,为避免温度的影响须采用强制冷却方式保证电池效率,同时对外供热.研究表明,10片单晶硅电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为4.23;16片空间太阳电池串联阵列最佳工作时的理论聚光比为8.46.研究工作对提高槽式聚光系统效率和大规模利用聚光光伏发电提供了依据.

槽式太阳能系统聚光镜面参数对聚光特性的影响研究

对槽式太阳能系统聚光镜面参数对聚光特性的影响进行了理论、模拟及实验研究。结果显示,平行光下聚光镜面厚度、焦距、折射率导致汇聚光线在焦线位置发生横向离焦偏移△X与纵向离焦偏移△Y,采用OriginPro拟合出具有高相关指数的实用经验公式,并通过TracePro仿真及以焦距1060mm、反射镜折射率1.5、开口宽度1 600mm的典型槽式系统为平台进行实验验证。此研究可为太阳能槽式聚光系统进一步的设计优化提供参考。