基于小型菲涅尔聚光式太阳能海水淡化装置光热性能研究

设计、制造并实验测试了1种小型菲涅尔聚光式太阳能海水淡化装置。该装置采用聚光器极轴跟踪和太阳能真空管固定安装的方式,将成本低、质地轻、聚光效果好的线性菲涅尔透镜作为聚光器。利用基于蒙特卡罗光线追迹法的TracePro光学软件探究在不同太阳赤纬角、太阳时角和几何聚光比条件下的装置光学效率、集热效率、性能系数以及产水率,并根据实际材料搭建了该装置的实验台。在仿真模拟实验中得到装置光学效率平均值最高为60.29%,在实际天气下测试该实验装置的集热效率最高为46.02%、性能系数为0.23、产水率为19.90%。

基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析

为解决线性菲涅尔太阳能集热器中所存在的余弦损失、吸热器端部损失和辐射能流非均匀分布等以及由此带来的问题,本研究介绍了一种采用三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统,并建立了相应的光学模型.通过使用基于蒙特卡罗光线追迹法的TracePro光学软件和统计分析软件SPSS,对该模型进行数值模拟,研究了三角腔体吸收器参数对系统光学性能的影响.结果表明,系统光学效率因子和腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子受太阳时角的影响最显著,其次是太阳赤纬角和腔体吸收器内吸收表面吸收率.当太阳赤纬角为23°27′、腔体吸收器端部反射镜面反射率为0.85,并且太阳时角在0-60°范围内变化时,腔体吸收器内吸收表面吸收率分别为0.75、0.85和1.00,对应的平均系统光学效率因子分别为0.782、0.814和0.855.该系统的光学性能良好,适宜应用在太阳能中温集热领域.

液浸背板式聚光光伏系统性能实验研究

在聚光光伏发电系统中,在高倍率聚光情况下如何有效控制太阳光电池的工作温度是关键问题。实验通过密闭腔体液浸太阳光电池背板的冷却方式,与传统的液体直接浸没循环流动的绝缘液体冷却的方法相比,首先避免因直接浸没而产生的薄液膜导致太阳光电池表面反射光损失,其次降低因采用循环流动方式装置的复杂程度,增加聚光光伏系统的稳定性。实验研究结果表明,液浸背板式聚光光伏系统中点聚焦菲涅尔透镜几何聚光倍率500,在当天12:47太阳辐射值达到1043 W/m2时,聚光后太阳光电池的最大功率Pmax为3.972 W,此刻对应的Vmaxp为1.955 V,Imaxp为2.031 A,太阳光电池背板温度T3为99.8℃。其中,密闭腔体内液体温度分布相对均匀,T5、T6、T7、T8温度差介于4~6℃。

极轴式定焦点菲涅尔聚光器的聚光理论与实验研究

由于实际太阳光具有16′的半平均视角以及存在色散作用,该文针对聚光比高、焦径比小的菲涅尔透镜,理论推导了菲涅尔透镜的理论焦距及焦斑半径。并在此基础上提出了1种能实现定焦点聚光的太阳能聚光器,详细分析了该聚光器的定焦点聚光原理,得到理想跟踪条件下焦斑偏移的理论公式。建立实验平台,用于对全天聚光焦斑的位置偏差进行可见光拍摄,并将实验结果与理论分析进行比较。根据实验结果,全天聚光焦斑的相对位置偏差最大值为11.2%,且焦斑基本分布于以基板中心为圆心、半径60 mm的圆环区域内,即实现定焦点聚光。理论推导结果表明,全天聚光焦斑相对位置偏差最大值为7.0%,且焦斑分布情况与实验基本一致。结合全年太阳赤纬角的变化,对真太阳时为10∶00~14∶00的聚光焦斑位置偏差情况进行理论模型分析,结果表明该聚光器的全年聚光焦斑相对位置偏差最大值为7.2%,焦斑中心依然包含于半径为60 mm的圆形区域内,进一步验证了聚光器能实现全年定焦点聚光。

不同跟踪方式下透射式菲涅尔集热器接收太阳辐射能研究

针对透射式菲涅尔集热器在不同跟踪方式下所接收的太阳辐照能进行了建模和计算,对不同时间段下的集热器所接收的太阳辐照能进行了对比分析。分析结果表明:采用滑移式极轴跟踪的透射式菲涅尔太阳能集热器所接收的太阳辐照能明显优于水平南北跟踪和水平东西跟踪所得,且随太阳时角变化相对稳定。

赛车人机及车架扭转刚度分析

本文以2021年肇庆学院鲲鹏方程式赛车为研究对象,借助CATIA V5人机工程学分析模块与Workbench有限元分析模块,对车架进行仿真分析。首先通过CATIA V5人体模型构造HBR模块,保证车手驾驶过程中视野和活动范围符合FSEC规则要求,确定车手驾驶姿态;进一步选择出车架管件的合适材料;最后通过Workbench有限元分析,分析车架的扭转刚度,为赛车可以安全参赛提供保障。