基于气候变化的线性菲涅尔聚光系统能流密度分布规律

文章针对小型线性菲涅尔聚光系统设计了一套能流密度测试装置,研究了呼和浩特地区风沙大和纬度高等特点下系统能流密度的变化。结果表明:线性菲涅尔聚光系统的能流密度存在明显的季节性差异,夏季在11:00-15:00焦平面的平均能流密度较高,而春季和秋季在9:00-10:00和15:00-16:00焦平面上能流密度较高,冬季9:00-10:00的平均能流密度较高,夏季焦平面上的平均能流密度比冬季高2.27 kW/m^(2)。反射镜表面连续积尘54 d后,焦平面上的能流密度下降了62.7%,以镜面积尘密度作为量化指标发现,镜面积尘密度每增加1 g/m^(2),焦平面上的平均能流密度就会下降0.63 kW/m^(2)。该研究可为小型线性菲涅尔聚光系统在干旱高纬度地区运行维护提供数据参考。

基于镜面积尘的线性菲涅尔系统聚光性能研究

针对线性菲涅尔反射式(LFR)聚光集热系统镜面积尘所引起的光学损失问题,建立镜面积尘的系统三维模型,利用蒙特卡洛光线追迹法进行光学仿真模拟,研究灰尘颗粒形状、粒径以及镜面积尘密度对光线路径、系统能流密度和聚光效率的影响,并利用LFR能流密度测试系统来验证仿真模拟方法的可靠性。结果表明,球体颗粒对光线有汇聚作用,入射至正方体颗粒的光线会被完全吸收,镜面积尘密度增加1 g/m^(2),吸热管周的平均能流密度降低625.17 W/m^(2),系统的聚光效率下降5.53%,且镜面积尘颗粒的粒径越小,吸热管周的能流密度下降越严重,不同积尘密度下仿真模拟与试验测试的能流密度变化趋势一致,两者之间误差为9.6%。