槽式抛物面太阳能聚焦集热器的理论研究

建立了槽式抛物面太阳能聚焦集热器(PTC)的一维、非稳态传热模型,给出了沿轴线的光强分布公式,对PTC的热性能进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较,模拟结果与实验结果的误差在4.61%以内,两者吻合较好,验证了模型的合理性。对采用不同形式集热器的太阳能双效吸收式制冷系统的性能进行了分析对比,结果显示,采用PTC的太阳能吸收式制冷系统具有最佳的系统性能。

抛物面槽式太阳能集热器球形接头测试系统的研制与应用

球形接头是抛物面槽式太阳能集热器的关键部件,针对球形接头易发生运转卡涩和导热油泄漏问题,研制了一套球形接头性能测试系统。该测试系统可以实现球形接头在旋转、摆转或旋摆联动模式下,以及在导热油温度达393℃和压力达4.1 MPa工况条件下的加速寿命测试。以导热油为传热流体,开展了球形接头在导热油温度为393℃和压力为2.3 MPa工况条件,以及温度、压力变化条件下的性能测试研究,分析了球形接头在模拟12年寿命期的扭矩特性和密封性能,验证了该测试系统运行的稳定性和可靠性,并且关键技术参数的控制精度和测量精度满足使用要求,为球形接头的性能评价提供了技术支撑。

抛物面槽式太阳能集热器热性能稳态与动态测试方法的比较

抛物面槽式太阳能集热器热性能测试主要可以分为稳态和动态测试2种方法,依据二者所采用的物理模型,比较它们的应用范围,并且分析各自的优缺点.基于北京延庆实验平台测得的天气和集热器运行数据,运用最小二乘法进行模型的多元回归,得到稳态测试模型和动态测试模型的判定系数分别为0.58和0.96.研究表明:对于稳态测试方法,虽然物理参数少,但测试条件要求极高,只能在特定的实验装置上进行,不适合于实际运行方式下的槽式集热器;而动态测试方法充分考虑集热器的光学响应和热容特性,因此很大程度上降低了测试条件,使现场规模化槽式集热器热性能测试成为可能,是未来标准测试方法的发展趋势.

流量对抛物面槽式太阳能集热器传热特性影响的实验分析

抛物面槽式太阳能集热器被广泛应用于中温太阳能工业热利用和高温太阳能热发电领域,然而太阳能间歇性的固有缺陷与供能系统期望的稳定连续运行相悖。通常通过调节流量使变太阳辐照条件下运行的槽式集热器提供相对稳定的有用能量输出,进而对其下游设备的稳定性起着关键作用。为了研究流量变化对集热器瞬态热行为的影响,通过人工调节造成流量的阶跃变化来开展实验,并且研究分析了在不同流量下的雷诺数、努塞尔数和传热流体对流换热系数。

一种新型多曲面复合槽式太阳能集热器的理论分析

提出一种新型槽式太阳能聚光集热器的设计思路,介绍了其工作原理和设计方法。对该集热器的集光比、跟踪精度、高宽比、材料使用量等各方面进行了详细的理论分析,对重要的设计参数进行了分析和优化,给出了大致的取值范围。该新型槽式聚光集热器能够利用多曲面组合实现对太阳光反射聚焦,并具有在反射面上不留阴影、改善高温太阳能接收器的工作性能和工作环境以及有利于提高反射面结构强度等优势。

槽式太阳能聚焦集热器太阳跟踪方式的优化研究

通过数值模拟的方法为槽式太阳能聚焦集热器选取一种最佳的太阳跟踪方式,具体研究内容包括:地表日太阳直射辐射量的计算、不同太阳跟踪方式时槽式太阳能聚焦集热器的抛物面反射镜年接收太阳直射辐射总量的对比,以及南北倾斜式跟踪方式最佳倾角的研究。研究发现,在上海地区,槽式太阳能聚焦集热器的抛物面反射镜接收的太阳直射辐射量从高到低排序时所采用的太阳跟踪方式依次为:双轴>南北地轴式>南北倾斜式(倾角β=15°)>南北倾斜式(β=45°)>南北水平式>东西水平式。研究结果表明,单轴跟踪方式的系统结构简单,成本较低;1年中有7个月采用南北倾斜式跟踪方式时,槽式太阳能聚焦集热器的抛物面反射镜接收的太阳直射辐射量大于采用南北地轴式跟踪方式时接收的太阳直射辐射量,因此,对南北倾斜式跟踪方式进行了单独研究,确定了南北倾斜式跟踪方式在海口市、拉萨市、上海市、北京市和呼和浩特市5个地区的最佳倾角分别为18.81°、27.29°、28.67°、36.21°和37.97°。

槽式太阳能聚光集热技术

详细讨论了槽式太阳能聚光集热技术的最新进展,对不同聚光集热器支撑机构进行了对比分析。结果表明,EUROTROUGH聚光器的支撑机构性能最优。此外,还对抛物面聚光镜和主要的槽式太阳能集热管技术进行了讨论分析。

内冷蒸发腔式太阳能集热器的设计与实验分析

太阳能是一种绿色清洁能源,高效利用太阳能是绿色发展的重要举措。为高效利用太阳能,设计并制造了一种内冷蒸发腔式太阳能集热器,将线聚焦菲涅尔透镜和复合抛物面聚光器组合成为多级聚光器,并利用内冷式蒸发腔作为接收器。提出了一种复合抛物面聚光器的设计方法,通过光学仿真和实验验证了多级聚光器设计的准确性和太阳能集热器的可靠性。仿真和实验结果表明:根据所提出的方法设计的复合抛物面聚光器可以高效聚光,光学效率达到78.42%;太阳能集热器在有透明塑料盖板密封的实验中,其热效率可以达到98.94%,能够高效吸收太阳辐射能和温室内的空气热量。

太阳位置对抛物面槽式太阳能集热器运行影响

以北京延庆抛物面槽式太阳能集热系统作为研究对象,根据太阳位置变化情况,通过理论计算水平南北轴抛物面槽式集热器自东向西跟踪过程中采光平面上的太阳入射角,分析线性聚焦抛物形反射镜面对吸热器的余弦效应和端损失效应,提出抛物面槽式集热器有效太阳投入能量的概念,并对实验测得的典型日法向直射辐照度进行修正和对比.研究结果表明:余弦效应对抛物面槽式集热器的影响最为明显,约占到日输入能量的15%;对于两列相同结构的抛物面槽式太阳能集热器,长度越短,受到的端损失效应影响越大;特别是,当集热器长度超过100 m时,端损失效应的影响会不足1%,因此可考虑忽略此修正.

多曲面复合聚焦槽式太阳能集热器的研究

对一种多曲面复合聚焦槽式太阳能聚光集热器进行了理论与实验研究,介绍了其工作原理,对其重要的设计参数进行了计算和优化,给出了大致的取值范围。该新型槽式聚光集热器能够利用多曲面组合实现对太阳光反射聚焦,并具有在反射面上不留阴影、改善高温太阳能接收器的工作性能。实验表明,装置在低温段运行效率在45%以上。在高温段(≥80℃),效率明显高于全玻璃真空管集热器或平板型集热器,因此它在高温段运行更有优势。

大力发展安庆地区太阳能热发电产业

文中介绍了世界和我国太阳能产业的发展概况,对抛物面槽式太阳能集热器、菲涅耳轻型反射器(CLFR)和它们在Stanwell(澳)等太阳能燃料电厂一体化中的应用情况作了简介。文中还分析了安庆地区发展太阳能产业的必要性和可行性,认为应抓住机遇,争取太阳能燃煤一体化电厂立项,促进安庆地区社会和经济的发展。

槽式太阳能集热器光带特性研究

槽式太阳能集热器集热管下方呈现一条中央为暗黑条纹的高亮光带,该光带是其主要光学特征。在研究集热器光带形成机理的基础上,经过理论推导得出,该高亮光带的弧长特性与抛物面聚光器的开口宽度、抛物面聚光器的焦距以及集热管的直径相关,这三个参数对光带弧长的影响各不相同。光带中央暗黑条纹的弧长也与以上三个参数相关。优化分析后认为,抛物面焦距与集热管直径的比值应远离12.5。

太阳能集热器驱动的吸收式制冷系统性能分析

为了合理利用太阳能,增强制冷系统的季节适应性,提出一种中温太阳能驱动的氨水吸收式制冷系统。以抛物面槽式太阳能集热器(parabolic trough solar collector,PTSC)驱动的氨水单效吸收式制冷系统为对象,根据热力学定律和能量平衡方程,在工程求解器(engineering equation solver,EES)下,分别建立太阳能集热器模型和制冷系统模型,并对系统的关键参数进行计算。从制冷量、精馏热和系统能效比(COP)三方面分析了系统高压、系统低压、蒸发器出口温度和精馏器出口质量分数对系统的影响。结果表明:制冷量随系统低压的升高而降低;精馏热及COP随系统低压的升高而增加;蒸发器的出口温度升高时,制冷量和COP均有增加;当精馏器出口氨的质量分数为0.977~0.999,COP在氨水质量分数为0.992时出现最大值。研究结果为太阳能驱动单级吸收式制冷循环的可行性提供了理论依据。