基于三角腔体吸收器的抛物槽式系统聚光特性分析

抛物槽式系统中汇聚光线在腔体吸收器内的反射次数对黑腔性能有重要影响,为最大限度提升三角腔体吸收器的采光能力,建立与抛物镜面之间的光路方程,分析腔内二次反射临界条件下对应于不同开口角度的最优镜面设计参数。提出有效孔径比率用于衡量反射镜与腔体的匹配性,并针对实验用的聚光系统分别进行计算,结果表明:腔体开口角度为60°时,焦距为1150 mm、孔径为2220 mm的反射镜面有效孔径比率为0.95,而焦距为1000 mm、孔径为3000 mm的反射镜面有效孔径比率仅为0.61。基于Trace Pro模拟分析验证了有效孔径比率可用于衡量腔体安装位置对光学效率的影响程度,在槽式系统设计及优化过程中应给予重视。

基于场论的槽式太阳能集热管热流密度模拟

文章运用场论的方法并结合COMSOL软件模拟了槽式太阳能集热管的聚光特性,结合受照面理论,简化了光线从光源传播到聚光器的过程,极大地节省了计算资源。同时将模拟结果与Jeter的模拟结果以及蒙特卡洛光线追踪法的模拟结果进行了对比分析。分析结果表明,使用场论方法的模拟结果优于蒙特卡洛光线追踪法的模拟结果,使用场论方法的模拟结果与Jeter的模拟结果更为接近。文章还对LS-3型槽式太阳能集热管在不同边界角θrim下的聚光特性进行了模拟与分析。模拟与分析的结果表明,边界角θ_(rim)越大,LS-3型集热管外热流密度分布越均匀,该集热管外热流密度峰值越小。