微流道中空腔式太阳能集热器的集热性能研究

提出1种以合成树脂为主要材料制备的微流道中空腔式太阳能集热器,是由透射隔热层、密闭空气层、集热层、保温绝热层和瓦当头集成的建筑预制件,不仅具有高效的集热性能和良好的气候适应性,还能代替传统屋顶构造中的保温层、隔离层和保护层,更易实现与建筑一体化。为满足用户对屋顶色彩的可选择性,对红色、蓝色、黑色选择性吸热涂层进行实验,结果显示,由于颜色不同造成的太阳吸收比相差不大于7.5%,其中,黑色选择性涂层的新型集热器效果最佳,其瞬时集热效率曲线截距为79.8%,总热损系数为U=4.68 W/(m^(2)·℃);对集热系统开展的性能测试实验结果表明,在不同季节相似天气条件下的新型集热器系统在9:00—16:00的阶段集热效率最高为50.6%,日集热效率最高为42.1%。

一种基于新结构的线性腔式太阳能集热器研究

提出一种适用于槽式太阳能热发电系统的新型线性腔式集热器。通过Tracepro模拟聚光镜焦距、弧形结构及开口宽度对系统光学性能的影响;采用热网络模型对该集热器的传热性能进行参数化研究,确定优化的集热器结构为优弧型,开口宽度为70 mm,与其匹配的聚光镜焦距为2100 mm。研究结果表明,当太阳直射辐射强度为500 W/m2,集热温度为650 K时,系统光热转换效率达65.3%。与一类传统真空管集热器的对比表明,该新型线性腔式集热器的集热性能优于UVAC Cermet直通式真空管集热器。另外,该线性腔式集热器生产和维护成本明显低于真空管集热器,对于促进槽式太阳能热发电技术具有重要意义。

槽式太阳能新型腔式吸热器的热性能研究

提出一种适用于抛物槽集热器的新型太阳能腔式吸热器,该装置具有较高的集热效率,同时连接安装和日常运行维护也相对便利。对其建立一套三维传热模型,并搭建采用新型腔式吸热器的抛物槽集热器实验系统,通过实验测试对比吸热器瞬时效率,验证模型的准确性。此外,定量分析不同环境参数与工作参数对新型腔式吸热器热性能的影响,结果表明:集热效率随着法向直接日射辐照度、环境温度的升高而增加,随着环境风速和吸热器入口传热流体温度的升高而降低,而受传热流体质量流量的影响较小。

无吸热管球形腔式集热器的设计与数值模拟

腔式集热器是点聚焦式太阳能集热系统的核心部件。目前,大多数腔式集热器均在腔体内壁上铺设吸热管,这样会导致该腔式集热器结构复杂、热损失严重。因此文章提出了一种新型的无吸热管球形腔式集热器,并对该腔式集热器的结构参数进行设计,而后采用Trace Pro,ANSYS软件对该腔式集热器进行光学仿真和热稳态分析。研究结果表明:无吸热管球形腔式集热器可以对聚焦光线进行多次反射和均匀吸收,光吸收率大于90%;当腔体内壁温度为500℃时,该腔式集热器的热效率为57.5%,随着腔体内壁温度的逐渐降低,热效率会逐渐升高;导热腔壁的热流主要集中在工质孔处,导致工质孔处工质获取热量的效率较高。

反射式线性菲涅尔集热器性能的实验研究与模拟分析

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲涅尔集热器出口参数的控制提供依据。实验数据验证了模型的有效性,模拟结果显示,质量流量对工质出口参数影响最大;镜场宽度和辐照度对集热效率的影响最为显著;菲涅尔集热器的热效率可达68%。

基于S-CO2分流再热式布雷顿循环的塔式太阳能热发电系统研究

随着工业生产和社会经济的迅猛发展,电能的消耗量急速增加,与此同时化石能源却越来越少,塔式太阳能热发电的潜力逐渐显现。建立了以熔融盐为传热介质、超临界CO2分流再热式布雷顿循环为动力循环的塔式太阳能热发电系统模型。深入分析了分流系数及压比、回热度及压差和腔式太阳能集热器的温度对系统循环热效率的影响。结果表明:不同压比存在不同的最优分流系数,使S-CO2循环效率最大;随着回热度的提升,对系统性能的提升效果越来越明显;存在最优集热器温度,使整体太阳能热发电系统效率最大。