太阳能光伏/光热复合集热器能量转换性能的数值模拟

建立太阳能光伏/光热(PV/T)复合集热器的光电与光热耦合能量转换的数值模型,利用TRNSYS软件模拟PV/T集热器的光电、光热转换性能,分析结构参数和运行参数对PV/T集热器的能量转换性能的影响。计算结果表明:减小集热板排管的管间距与管径的比值有利于提高光热与光电转换性能;冷却流体的入口温度对PV/T集热器的性能影响显著,较低的入口流体温度有利于保持更高的光热和光电转换效率。增加冷却流体的入口质量通量可提高光热和光电效率;当入口质量通量增加至6.9 g/(s·m2)时,PV/T集热器的热、电效率分别为66.2%和10.8%,进一步增加入口质量通量对提高光热、光电效率的作用不大。

空气-水复合平板型太阳能集热器

提出了一种适用于太阳能供热采暖工程的新型太阳能空气-水复合平板集热器。该集热器可以单独使用空气、水或同时以空气和水作为集热工质。测试显示,该集热器空气循环集热效率为55%～65%,水循环集热效率为32%～34%,能够满足太阳能供热采暖工程的要求。该集热器成本不高,适用于在我国北方广大农村地区推广使用。

蛇形复合抛物面太阳集热器的热力性能研究

介绍基于复合抛物面（CPC）型集热器的发展现状设计出的新型蛇形复合抛物面（SCPC）集热器，重点介绍该集热器的聚光器和接收器的结构设计，并对蛇形复合抛物面集热器进行实验研究。实验结果表明：SCPC集热器的瞬时集热效率随太阳辐射强度的增大而增大，最佳照度范围在500W／m2以上；同时随着工质进口温度的提高而减小，当工质进口温度为70℃时，效率为50％～55％；集热器的热损系数为2．3252W／（m2·℃）。

复合抛物面型集热器吸收体温度分布的试验研究

针对具有平面吸收体的复合抛物面型集热器(CPC)建立了试验装置,对此CPC太阳集热器吸收体平面上的光、热性能进行了试验研究。结果表明,所设计的CPC集热器具有良好的聚光能力。分析了吸收体平面上的温度数值分布及影响因素并在三维空间内用射线跟踪法进行了模拟,从而为CPC集热器吸收体温度的进一步研究提供参考。

复合抛物面集热器光学模拟

针对复合抛物面集热器,根据结构建立光学效率模型,并采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的几何光学效率、反射比、吸收比进行数值模拟。在此基础上,针对复合抛物面集热器构建出以太阳辐照度、太阳光线入射角为参变量的光学效率模型,并根据计算的数据结果对集热器进行分析,得到复合抛物面集热器的光学效率与直射光所占比例、入射角的关系,光学效率随着光线入射角的变化趋势,改善材料性能可以提高集热器光学效率。

安装角度对复合抛物面聚光集热器接收太阳辐射影响的数值模拟

建模分析昆明地区不同入射半角的复合抛物面聚光集热器(CPC)在全年不同朝向、不同倾角下的能量接收情况。结果表明:CPC的聚光比与入射半角呈正相关,入射半角的大小限制了其光线接收角的范围进而影响能量的接收;正南朝向为最佳朝向,正南向安装时最佳倾角随季节变化而变化,正西向倾角越大能量越小;正南向在冬半年适宜进行高倾角安装,在12月份倾角为50°、入射半角为60°时,CPC接收太阳辐射量最大为13.27 MJ;在夏半年适宜低倾角安装,在4月份最佳倾角为0°、入射半角为60°时,CPC接收太阳辐射量最大为15.99 MJ。为使CPC获得能量最佳,建议昆明地区全年固定朝向安装的CPC采用较大的入射半角,安装角度为20°~35°。

复合碟式太阳能集热器太阳角度跟踪方法研究

复合碟式太阳能集热器(简称复合碟)能最大限度地接收阳光,实现对太阳的有效跟踪。文章基于太阳角度的计算,分析复合碟跟踪太阳光线的变化情况,提出一种新型的太阳角度跟踪方法并分析相关设备原理,最终使该系统最大限度地利用接受阳光。

太阳能有机朗肯循环低温热发电关键因素分析

分析了一种以有机朗肯循环(ORC)和复合抛物面集热器(CPC)为主要组成的太阳能低温热发电系统,设计了旨在增强ORC发电的稳定性及减小换热流体与有机工质传热温差的新型系统结构,建立了系统的数学模型,并结合合肥地区的气象数据进行了数值模拟。结果指出有机工质蒸发温度、集热器倾斜角调整方式、蒸发器级数等参数是系统优化的关键因素,当工质蒸发温度为119℃,蒸发器为两级,集热器倾斜角年调整6次时,系统年发电能力为87.1kW·h·m-2。

新型太阳能海水淡化系统

本文提出一种全新的太阳能海水淡化与组合式空调系统模型,阐述了系统的运行原理。研究了原理样机海水淡化功能中淡水产量与海水喷淋量、海水喷淋温度的关系。在此基础上,对与原理样机匹配的复合抛物面型集热器(CPC)系统进行了优化设计。为整个系统进一步的联合运行研究奠定了基础。

θ_(max)较大时CPC装置的性质研究

指出了复合抛物面聚光集热器在θmax较大时的应用价值 .计算了θmax较大时复合抛物面聚光集热器的聚光比。

CPC不同方位辐射量及最佳倾角计算

针对复合抛物面集热器(CPC)接收辐射量和集热性能受方位角和倾角影响的关系。分别分析了CPC不同放置方式下接收到的太阳辐射及对应最佳倾角,得到方位角与最佳倾角的关系,结合不同地区研究CPC最大太阳辐射量与倾角、方位角之间的关系。结果发现,大多数地区全年最佳倾角位于当地纬度附近,相差5°以内,侧重冬半年使用应采用较大的倾角,夏半年采用较小的倾角;正南方向为最佳方位,太阳辐射随着方位角增加而降低,当CPC偏离正南方向时,应降低倾角来减小太阳辐射损失。对正南朝向下不同倾角CPC倾斜面接收辐射量进行了测试,验证了理论计算的准确性。并对不同倾角CPC的集热性能进行研究,最佳倾角的确定可使瞬时热效率提高3.9%以上,在CPC的应用中可以提高实际应用价值。

太阳能直接蒸汽产生技术应用

槽式复合抛物面聚光集热器收集太阳辐射热能并直接加热内部真空管中流动的水，水温升高后变成过热蒸汽。工质温度达120～200℃，可以满足蒸、煮、炖等主食品加工工序，中高温蒸汽还可以广泛应用于食品的烘干、蒸发、消毒、浓缩、真空冻干等诸多加工领域中。

The Experimental Research on a New Multiple Curved Surfaces Compound Focus Solar Trough Collector

A new trough imaging solar collector with multiple compounding curved surfaces has been designed. Its working principle and design parameters have been introduced. The experimental curve of temperature rising of the system with time under the real weather has been given. The system efficiency and the relation between efficiency and temperature have been calculated. The test result shows that the system has the advantages of high collecting temperature and not obvious variety of the collecting efficiency with the operating temperature. Therefore, this collector is a quite ideal medium temperature solar collector.