通过太阳真空管光学性能推导光热转化效率的研究

光热转化效率是衡量太阳能集热器运行能力的关键参数。通过全玻璃真空太阳能集热器透射比和吸收比试验,分析不同太阳集热管的透射比和吸收比;在此基础上,推导太阳能集热器光热转化效率公式,提出理想状态和实际情况下真空管太阳能集热器光热转化效率公式;分析比较太阳集热器光热转化效率和平均日效率,认为罩玻璃管透射比、涂层吸收比、集热管均匀系数、散热损失、流动损失以及放置倾角是影响太阳集热器光热转化效率的因素。

金溶胶对太阳能光热转化效率的影响

在集热工质中添加纳米粒子是现阶段一种常见的提高太阳能光热转化效率的方法。本文首先利用化学还原法制备了平均粒径约为50 nm的纳米金颗粒溶胶,并经过透射电子显微镜和紫外分光光度计表征验证;之后在设计定做的集热装置中对超纯水溶液、超纯水-金溶胶混合液进行太阳光照射,并对光照过程中的溶液温度和瞬时太阳辐射值进行记录,研究集热工质中加入纳米金颗粒对太阳能光热转化效率的影响。

金溶胶对太阳能光热转化效率的影响探讨

金溶胶是太阳能运用技术中的一种重要金属,能够运用到集热工质中,提高光热转换效率。文章通过金纳米制备实验、照射实验及其数据的分析,观察水、水与金溶胶混合液的不同温升情况与太阳瞬时辐射值,进而探讨金溶胶的添加对于集热工质光热转化效率的影响。结果显示,混合液对于太阳能的光热转换效率显著高于超纯水,表明金溶胶能够影响光热转换效率,在太阳能技术领域有广泛的应用前景。

宁波材料所刘富研究员团队《JMCA》:中空纤维膜助力光热转化

中国科学院宁波材料技术与工程研究所刘富研究员课题组在光热转化材料及其装置的设计及其应用方面取得了一系列研究进展,首先探究了汲水量与光热转化效率的匹配关系(ACS Applied Energy Materials,2019,2,4353-4361),发现在合适的匹配度下能获得较高的光热转化速率.其次基于光热转化材料,直接以生物质碳作为光热转化材料,水稻秸秆作为汲水装置,从材料上大大降低了成本(ACS Applied Materials&Interfaces,2019,11,10672-10679).

聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置光热性能

该文针对传统设施农业土壤灭虫除菌过程使用化学消毒法所带来的环境污染和农作物药物残留等问题,提出了新型聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置,利用太阳能聚光集热技术加热空气进而对农业种植土壤进行高温消毒,同时将土壤所含有机物加热挥发,实现对农业种植土壤的修复,同时处理后的热土壤对进料空气进行预热,提高了装置的热能利用效率。该文介绍了聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置的工作原理,利用光学仿真软件对装置中复合多曲面聚光器的光学效率进行了计算,基于光学计算结果,对聚光回热式太阳能土壤灭虫除菌装置的光热性能进行了室外试验,测试了装置的空气加热温度和集热效率。结果表明,用于土壤灭虫除菌的热空气在聚光比为3.6,流动速度为1.075 m/s时,装置的集热效率最高,加热后空气温度最高达到了88℃左右,集热效率为65%左右,能够满足农业土壤灭虫除菌所需的温度需求。

乌贼墨纳米颗粒制备工艺优化及肿瘤光热治疗应用研究

目的 分离纯化乌贼墨纳米颗粒(squid ink nanoparticles,SINPs),开展材料学表征,考察其肿瘤光热治疗(photothermal therapy,PTT)作用。方法 通过搅拌、超声和离心纯化出SINPs,在近红外激光(near infrared,NIR)照射下考察其体外光热转化效果,采用CCK-8法测定细胞存活率,通过对小鼠瘤内注射给药的同时给予激光照射,研究其体内抑瘤效果。结果 制备的SINPs粒径为(212±1.4)nm,Zeta电位为(-14.5±0.7)m V。测定其光热转化效率为35.5%,说明其可作为1种光热转化剂。800μg/mL SINPs在808 nm激光照射下小鼠乳腺癌细胞(4T1)的存活率为67.3%,表明SINPs联合PTT对4T1细胞有一定的杀伤作用,此外,在荷瘤小鼠体内,空白组瘤质量为SINPs高+laser组瘤质量的2.3倍,说明SINPs联合PTT有一定的抗瘤作用。结论 SINPs联合PTT能显著抑制荷瘤小鼠体内肿瘤组织的生长。作为1种天然纳米材料,SINPs具有良好的肿瘤PTT作用,提示其除传统药理作用外,作为天然、安全的纳米材料或载体,在肿瘤光学治疗领域具有一定应用前景。

蛇形通路平板太阳能空气集热-干燥装置的性能分析

利用自行设计的包括蛇形通路太阳能空气集热器、干燥箱、控制系统、鼓风机等的整套装置,在西安地理和气候环境下于不同设定温度下进行实际控制和测试,以及集热器的光热转化效率的分析。结果表明:该装置控制系统稳定性好,温度控制精确;蛇形通路的平板型太阳能空气集热器的光热转化效率较高,在设定干燥箱温度值为60℃情况下,两小时内其光热转化效率达到74.32%,可望用于实际物料的干燥。

不同光学边界条件强化石墨烯-乙二醇纳米流体吸收器的集热性能

通过改变集热器光学边界条件来改善集热器内部温度场的均匀性,从而有效提升集热器的光热转化效率。研究结果表明:在不同的光学边界条件下,乙二醇基石墨烯纳米片纳米流体具有不同的温度场分布以及不同的集热效率;以乙二醇作为工作流体时,顶部、底部和侧面3种光照模式下集热器光热转化效率分别为27.52%,33.64%和33.25%;以乙二醇基石墨烯纳米片纳米流体作为集热工质,最高集热器光热转化效率分别为59.68%(顶部光照模式,质量分数为0.003%),69.66%(底部光照模式,质量分数为0.005%),60.48%(侧面光照模式,质量分数为0.003%);将石墨烯纳米流体作为集热工质时,集热器光热转化效率提升近1倍。

均匀设计法优化亲水性纳米硫化铜的合成工艺

目的:优化亲水性纳米硫化铜的合成工艺并对其进行表征。方法:采用水热法合成纳米硫化铜,并选用水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮对其进行修饰以改善水分散性和稳定性。以产率为主要指标,通过均匀试验设计优化纳米硫化铜的合成工艺。并对合成纳米硫化铜的光谱结构、水分散性、光热转化效率等方面进行表征。结果:纳米硫化铜的最佳合成工艺为:铜源与硫源的比例1∶1,反应温度130℃,反应时间13 h。其产率为(15. 70±0. 50)%。合成的纳米硫化铜为黑绿色粉末,水分散性及光热转化效率良好。其水溶液具有明显的浓度和时间依赖型的光热转换效应。结论:本试验可为下一步运用纳米硫化铜进行肿瘤的光热治疗研究提供一定的理论基础。

基于氧化石墨烯微加热器的微气泡研究

氧化石墨烯具有良好的光热转换效率,能在微纳米尺度的区域内形成热梯度场.利用氧化石墨烯沉积在微纳米光纤表面可组成微加热器,输入红外光(ASE宽带光源产生的光),微加热器会加热周围液体,并在微纳米光纤上产生微热气泡和椭球形微气泡,但两者产生的行为方式不同.结果表明,微热气泡直接形成于氧化石墨烯微加热器表面,而当微加热器置于气-液交界面时,椭球形微气泡则形成于微纳米光纤上.该研究结果加深了对微气泡物理行为的认识,对发展新兴的基于气泡的光热转化设备起到了推动作用.

槽式太阳能集热器布置形式对发电量的影响分析

目前,国内外已有多个槽式太阳能热发电项目投入商业运行,该发电技术的可靠性已被证实,其在我国西部和北部等太阳能资源较好地区具有广阔的商业化前景[1]-[2]。基于槽式太阳能热发电技术特点,本文综述国内外已投运的槽式太阳能热发电站集热场典型布置,研究在采用相同配置的情况下不同纬度地区及不同集热器的布置形式对集热器余弦效率、电站光热转化效率、集热量及发电量的影响。