太阳能集热-辐射制冷复合表面及其试制与性能分析

提出一种可以兼顾太阳能集热和辐射制冷的光谱选择性复合表面，其在太阳辐射波段（0．2～3．0μm）和辐射制冷“大气窗口”波段（8．0～13．0μm）具有高吸收（发射）率，而在除此之外的其余波段（3．0～8．0μm、13．0～25．0μm）具有低吸收（发射）率。笔者初步实现该复合表面的制备，对样品进行光谱测试表明其在太阳辐射波段和“大气窗口”波段的平均吸收（发射）率分别为0．92和0．80，其余波段平均吸收（发射）率为0．55，具有一定的光谱选择性。通过实例计算，对该复合表面与单独太阳能集热表面、单独辐射制冷表面和理想复合表面之间在太阳能集热效率、辐射制冷平衡温度和辐射制冷功率等关键性能参数进行对比分析。

ORC系统小型涡轮不同转速下的性能分析

目前针对有机朗肯循环(ORC)系统小型涡轮在变工况下运行性能的研究很少,对运行性能随涡轮转速的变化机制缺乏了解。而在可再生能源及余热利用过程中,ORC系统小型涡轮常处于变转速工况。把实验数据和设计数据相结合,针对采用R123为工质的小型径-轴流式高转速涡轮,采用CFX软件对涡轮叶轮三维流场进行了数值模拟。给出了热效率和叶轮等熵效率随转速的变化趋势,指出余速损失是低转速下热效率降低的主要原因。提出了修正后的涡轮能量公式,在低转速工况下对涡轮的做功性能分析时不能忽略涡轮进出口的动能变化,在计算涡轮出口的余速损失时,必须考虑工质流动速度的方向特性。

重力特性对热管PV/T装置年最佳倾角的影响

建立热管PV/T系统的动态数学模型,结合气象数据,在考虑和不考虑重力特性两种情况下,对比计算系统在不同地区月、年最佳倾角的差异。结果显示,在中高纬度地区,上述两种判断方式下的年最佳倾角基本一致,但在低纬度地区(小于20°),热管性能受重力特性影响增大,上述两种判断方式下的年最佳倾角相差约4°。两种判断方式下的月最佳倾角之间差异明显,特别在夏季,相差接近10°。建议对低纬度地区和可按月调整倾角的装置,设计热管PV/T系统最佳倾角时不仅要考虑接收到的辐射总量,还要考虑重力特性对热管性能的影响。

太阳能光伏发电-辐射制冷建筑一体化复合装置的性能分析

一种光谱选择性复合板芯同时具有太阳能光伏发电和辐射制冷2种功能,在光电转换波段(0.2~1.1μm)和辐射制冷波段(8~13μm)具有高发射比,而在其余辐射波段具有低发射比。基于该复合板芯设计一种太阳能光伏发电-辐射制冷建筑一体化复合装置,该装置具有白天光伏发电和夜间辐射制冷2种功能。建立复合装置的数学模型,对该复合装置在夏季炎热潮湿地区(中国合肥)和炎热干燥地区(埃及Kharga)的光电性能和辐射制冷性能进行数值模拟。计算结果表明:在中国合肥和埃及Kharga,晴天条件下复合装置夏季白天平均光电功率可达74.60和91.00 W/m^2,夜间平均制冷功率分别为42.46和57.24 W/m^2,全天能量收益达3.37和4.27 MJ/m^2,分别比传统光伏装置的全天能量收益高53.78%和56.70%。

一种基于PDMS材料的太阳能集热-辐射制冷光谱选择性表面的研究

提出并试制一种基于PDMS材料的太阳能集热-辐射制冷耦合的光谱选择性表面。光谱测试发现该表面在太阳辐射波段(0.3~2.5μm)和"大气窗口"波段(8~13μm)具有高发射(吸收)率,分别为0.89和0.86;在左中红外波段(3~8μm)和右中红外波段(13~25μm)具有低发射(吸收)率,分别为0.38和0.37,呈现出鲜明的光谱选择特性。此外,搭建户外实验装置并对该表面的白天集热和夜间制冷性能进行初步测试。结果表明该表面日间的集热温度为72.8℃,比环境温度高69.6℃;夜间的制冷温度为-6.2℃,比环境温度低8.9℃。

太阳能集热和辐射制冷复合表面的研究

提出了一种太阳能集热和辐射制冷的光谱选择性复合表面,其在太阳辐射波段（0.2-3μm）和辐射制冷＂大气窗口＂波段（8-13μm）具有高吸收（发射）率,而在除此之外的其余波段（3-8μm、13-25μm）具有低吸收（发射）率。初步制备了该复合表面并对其进行光谱测试;建立了数学模型并进行了复合表面平衡温度的模拟计算;搭建了太阳能集热和辐射制冷复合装置并实验测试了复合表面在白天与夜间的平衡温度;搭建了太阳能集热和辐射制冷复合系统并进行了白天集热性能测试。