组合跟踪的槽式聚焦集热器太阳辐照量的研究

在建立太阳直射辐射计算模型的基础上,分析了聚光反射抛物面镜面在各种跟踪方式下接受到的瞬时太阳直射辐射量,得出了晴天时昆明各月平均日辐照量的变化图。通过对所得数据及曲线图的比较和研究,获得了聚光反射抛物镜面两种较好的组合跟踪方式,效率分别达到双轴跟踪的98.9%和99.34%。可为太阳能中高温跟踪系统的发展和运用提供新的思路。

太阳时角对槽式聚光器焦线位置的影响

在讨论太阳时角对槽式聚光器焦线位置影响的基础上,建立了因焦线运动导致太阳辐射损失的理论模型。通过对昆明晴天不同节气下的焦线运动和太阳辐射损失的分析和计算,得到了焦线随时角变化的一般规律以及瞬时太阳辐射强度损失和不同时段的太阳辐射相对损失率,并与实验进行了对比。针对焦线运动的特点,提出了对槽式集热系统接收器的改进措施和建议,认为对于大规模的槽式聚光集热器利用,因焦线运动造成的太阳辐射损失可不必考虑。

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°。

新型太阳能集热方法与集热管性能研究

针对400℃以上槽式太阳能集热器吸收管金属与玻璃封接难以突破的技术瓶颈,提出了一种新型槽式太阳能聚光集热方法和集热管,阐明了该集热管的结构组成和工作原理。以同结构尺寸的传统真空集热管为参比,深入分析了新型设计相对传统设计的改进:内外管壁之间非真空设计;采用二次聚光,光学效率提高约5%～10%;接收器一侧近绝热设计,有效减少管壁散热损失。研究了新型和参比集热管的集热性能,结果表明:该集热管的集热效率相比传统装置提高2%～8%。环境参数与运行参数等对其性能的影响规律与传统装置基本相同。研究结果为新型槽式太阳能集热器的设计和运行提供了依据,为研发先进的分布式供能系统技术奠定了基础。