槽式集热系统流速及布置优化

通过对槽式太阳能集热器结构及能量转换过程特性的研究,建立了基于多热容变物性的集热器动态仿真模型,并由LS-2型槽式集热器实验数据进行了验证.在仿真平台上结合泵、阀门等模型组建起集热系统仿真模型,并根据SEGS-VI的电站实际运行数据进行了对比验证.在此基础上,分析研究了系统的集热效率和所消耗总泵功随太阳辐照量及导热油流速的变化,得到了不同工况下集热系统的最优折合效率、导热油最佳流速和单支路最优长度.结果表明:在相同的导热油进、出口温度下,太阳辐照量越大,集热系统最优折合效率越高,当太阳辐照量从500 W/m2升至1 000W/m2时,导热油最佳流速从2m/s变化到3m/s;在同一太阳辐照量下,系统最优折合效率随导热油工作温度的升高而降低.

天气对槽式太阳能集热系统热性能的影响

槽式太阳能集热系统可以提供100~300℃的中温热源,为研究天气状况对其热性能的影响,以集热面积为15.3m^(2)的槽式太阳能集热系统为例,研究了河南省焦作地区4种典型天气(晴天、阴天、雾霾、多云)下,天气、法向太阳直接辐照度、集热器入口流体温度对该集热系统集热效率和㶲效率的影响。研究结果表明:1)在4种典型天气下,晴天时,槽式太阳能集热系统的集热效率和㶲效率最高,分别为53.0%和50.7%;雾霾天气时槽式太阳能集热系统的集热效率和㶲效率最低。2)法向太阳直接辐照度和集热器入口流体温度对集热效率和㶲效率的影响规律相同。3)在10:00前集热效率和㶲效率都呈增长趋势,集热器入口流体温度在32.9~71.4℃时,槽式太阳能集热系统的集热效率和㶲效率均维持在40%以上。

槽式太阳能集热系统动态仿真

根据槽式太阳能集热器光热转换过程的特点建立了集总参数模型,并通过了实验验证。据此,建立了集热系统的模块化仿真模型,对集热系统稳态、动态特性进行了分析研究。结果表明,太阳直射辐射、传热流体入口温度及流体流量3个主要因素影响集热场的运行特性。当太阳直射辐射量由900 W/m2下降为0时,集热系统的时间常数约为5min;传热流体流量由11.4m3/h突升至22.8m3/h及突降到5.7m3/h时,时间常数分别为2.7min及8.2min。

槽式太阳能集热系统动态性能与试验方法研究

槽式集热系统作为太阳能热发电核心部件,该文围绕系统热效率制定性能评价指标,应用动态试验方法绘制效率曲线,依据指标评价集热器在不同工况及环境下的光热性能。基于延庆1 MW槽式太阳能热发电验收性能试验和德令哈50 MW槽式光热发电数据收集,对影响集热系统的传热流体流量、环境温度变化、风速和聚光角度偏差等因素进行数值研究,结果表明不同天气条件下热性能变化显著,进行模型的多元回归后,得到差异较大的动态测试模型判定系数,通过分析得到集热系统最优判定指标。

自然循环槽式太阳能中高温集热系统实验研究

介绍了规模为50kW的自然循环槽式太阳能中高温集热系统,并对系统在不同太阳辐照和排汽压力工况下的传热特性及稳定性进行了实验研究.结果表明,系统稳定运行的最低有效辐照条件为垂直镜面辐照度254～272W/m2;在较好的辐照条件下,本系统能够实现当天0.5MPa稳定排汽;在连续3d良好辐照条件下,系统产生的饱和蒸汽压力达到0.8MPa.在不同压力工况排汽过程中,由于辐照强度较小,管道热损失偏大,热管流量和携带热量偏小,自然循环换热系统均出现了不同程度的过冷换热现象.

槽式聚光太阳能集热系统焦面能流密度分布研究

针对呼和浩特地区的槽式太阳能聚光集热系统能流分布的影响因素进行分析,利用降维计算方法分析了吸热管壁面能流密度分布的影响因素,搭建槽式太阳能集热器焦面能流密度分布测量装置,对集热器聚焦区域能流密度分布进行测量。结果表明:不同太阳入射角θ所对应的吸热管壁面能流密度分布及峰值大小均不同,随系统跟踪偏差的增大,壁面能流密度分布趋势呈现错位形态分布;根据测试得到集热管能流分布的灰度和彩虹图,分析集热系统焦面能流分布规律及各项偏差因素对能流密度测试的影响,以及该能流密度分布测量系统主要测量不确定度,得到该系统相对标准不确定度为5.39%。

槽式腔体太阳能集热系统特性数值模拟及优化

以槽式腔体太阳能集热系统的集热过程为研究对象,建立系统各个组成部件的传热模型,利用数值模拟进行仿真,并采用卡尔曼算法对数值模拟运算进行优化,结果表明:模拟温度平均误差在2%以内,且腔体集热效率和油箱储热效率的平均误差也有较大幅度下降。经实例分析验证优化运算下传热模型的适用性,进而运用数值模拟对系统进行优化研究,表明随着太阳辐射强度的升高而增加工质流量可维持油温在140~160℃,同时可提高腔体集热效率,从而实现稳定输出热能的策略。

槽式太阳能集热系统水动力特性仿真研究

槽式太阳能热发电集热系统的工作状态、集热效率、热损失不一致,会造成各集热回路的水动力特性不一致,从而严重影响槽式太阳能热发电集热系统的稳定性。本文以国家＂863＂主题项目＂太阳能热发电技术及系统示范＂为依托,根据槽式太阳能集热系统的拓扑结构建立了槽式太阳能集热系统的动态仿真模型。模拟了槽式太阳能热发电集热系统的水动力特性,得出了太阳辐照强度、吸热工质质量流量、吸热工质的温度等对集热系统稳定性的影响。研究结果对槽式太阳能热发电系统集热回路的设计、运行和控制策略的选取有一定的指导意义。

槽式太阳能集热系统集热性能试验研究

槽式太阳能集热系统在太阳能热发电领域的应用比较成熟,由于其光-热转化效率高的特点,近些年在牧草干燥领域的应用也越来越多。为了进一步提高牧草干燥效率,以槽式太阳能集热系统作为稳定的干燥热风能源输出,研究其真空集热管集热性能和热损失是槽式太阳能热利用的关键。利用槽式太阳能集热系统加热导热油储能,通过追踪真空集热管进、出口温度和真空集热管内温度,阐述了进入真空集热管内的导热油瞬时温度与集热器瞬时光热转换效率和真空管热损失的关系。结果表明,集热器瞬时光热转换效率与导热油进入真空集热管的温度有关,进入真空集热管导热油温度越低,换热越充分,真空集热管热损失越少,真空集热管瞬时光热转换效率越高。加大真空集热管出口和入口的导热油温差是提高槽式太阳能集热蓄热能力的关键。

槽式太阳能辅助蒸汽发生器集热系统的优化设计

槽式太阳能集热技术用于稠油开采是光热发电技术的转型,将槽式太阳能蒸汽发生器用于稠油开采可有效降低采油工艺的常规能源能耗,保护环境。本设计以新疆塔河油田TK-921单井现有热采蒸汽系统为对象,引入槽式太阳能蒸发器进行系统改造,并对槽式太阳能蒸发器集热系统进行优化设计。首先,根据节能低成本的原则,对满足全天候热采工艺热负荷需求的槽式太阳能辅助蒸汽发生器集热系统提出了一套系统的优化设计方法;其次,通过构建槽式太阳能蒸发器集热系统的费用年值模型加太阳能保证率与系统总成本的关系,建立了系统的多目标优化模型;最后,采用MATLAB遗传算法对优化目标模型进行优化求解计算,由分析多目标函数的Pareto非劣解集,得出最佳的集热器面积值。

槽式太阳能辅助燃煤发电系统热性能研究

针对槽式太阳能集热系统,建立了集热场得热及热损失等数学模型,并以典型槽式集热器EUROTROUGH-150(ET-150)组成的集热系统为例,进行了以集热场热效率最优为目标的优化;在此基础上以槽式太阳能辅助燃煤发电系统(即互补发电系统)为研究对象,采用一定的评价准则和集成方式,对直射辐射强度(DNI)设计值的选取进行分析研究.结果表明:不同回路数、不同纬度分布的集热场存在不同的最优列间距,且存在最佳取值范围的直射辐射强度设计值,使系统年性能最优.

槽式太阳能热发电系统分析

槽式太阳能集热系统在太阳能热发电领域在实际使用中较为成熟,对于当前的光热转化效率较高,所以在实际的使用过程中较为广泛。对于当前的槽式太阳能发电来说,对热发电系统的创新研究决定着槽式太阳能的应用与推广,促进新型清洁能源的有效利用,对推动经济发展与生态资源的合理利用与发展有重要的作用。

660MW光煤互补系统动态特性仿真研究

光煤互补发电是一种将太阳能集热系统与燃煤发电系统在热力过程中耦合的发电方式,是应对能源结构多元化转型、节能减排的有效方案,降低光热投资的同时减小了燃煤电站煤耗。本文研究了槽式太阳能集热系统与燃煤机组高压加热器并联的互补系统的动态特性,获得了光照阶跃扰动和光煤流量分配比阶跃扰动下互补系统的动态特性。结果表明,互补系统功率随光照强度阶跃增加而增加,随光煤流量分配比阶跃降低先减小后略增大至稳态值,且功率的变化量和响应时间随并联级数增加而增加。