基于场协同理论的热空气吹掠型太阳能蒸馏器对流传热性能优化分析

以热空气吹掠型太阳能蒸馏器为研究对象,利用数值模拟结果和均匀设计法分析蒸馏器内流动与传热场协同角的变化规律和影响因素。结果表明,影响场协同角的主要因素是热空气进口速度,热空气进口温度和水温的影响不显著。在蒸馏水温30~70℃、进口空气温度40~90℃,进口空气速度为8 m/s时平均传热场协同角最小,为73.14°,传热系数最大,可达到同等条件下自然对流传热系数的4倍。

拉萨市附加阳光间式住宅建筑被动式优化设计研究

在城镇化的背景下,拉萨市的居住建筑建设有大规模迅速提高的趋势.冬季现场调研与热环境测试表明拉萨市现有新建居住建筑多数靠经验自发采用被动式太阳能设计,但其冬季室内热环境仍然较差.考虑到随着当地居民生活水平提高及城市化进程的推进,当地冬季采暖能耗面临巨大增幅的挑战.以拉萨市分布最广的附加阳光间式居住建筑为基础建立了热工模拟计算模型,通过模拟分析了影响城市居住建筑冬季采暖能耗的各项被动式设计基本要素,包括建筑空间布局设计的基本要素与围护结构热工设计的基本要素.研究结果给当地的新建居住建筑设计提供了具有实际操作意义的建筑节能设计建议.

基于室内均匀辐射场的西北农村节能建筑热工设计

针对西北气候条件和当地农村建筑特点,利用室外综合温度作为围护结构热工分析的边界条件,提出了基于室内均匀辐射场的农村节能建筑围护结构热工设计方法,并对利用该方法与常规方法设计的围护结构内表面温度进行了对比分析。结果表明,该方法能有效降低室内不对称辐射温度差异,并能作为同类地区农村建筑围护结构设计的理论参考。

太阳能生活热水工程应用现状与路径

太阳能生活热水是可再生能源建筑应用领域最易为公众接受的形式,其应用发展也存在一些问题亟待解决。基于实地走访和问卷调研,从用户体验和运行维护角度梳理太阳能热水工程应用的市场现状,分析其目前的困境,并从注重提升系统设计能力、转变系统评价考核机制、发挥市场机制作用的角度提出推进太阳能生活热水工程应用的建议。

太阳能塔式电站轮胎面定日镜的设计及性能分析

为了提高定日镜的聚光性能,研究了可校正离轴象散的轮胎面定日镜.通过计算聚光场四个典型位置的定日镜与吸热器的间距和阳光在镜面上的全年入射角变化范围,确定定日镜的焦距和视场,使用ZEMAX软件设计出轮胎面定日镜,并分析其聚光性能.与球面定日镜相比,轮胎面定日镜的聚光性能有很大提高:不仅光斑面积变小,而且可将光斑最小点从视场边缘移至视场中心附近.提出了轮胎面定日镜的制作方法,实践证明了该方法的可行性.

槽式太阳能热发电站站址选择与总图运输设计

槽式太阳能热发电属于新兴发电模式,在我国还没有成熟的设计经验。本文以50MW槽式太阳能热发电站为例,从站址选择、防洪标准、总平面布置、竖向设计、道路及场地、围墙及大门等方面进行论述,对其独有的设计特点进行分析,总结设计中需要注意的事项,为设计人员提供参考。

基于EDA的太阳能热水器控制系统设计

随着人们生活水平的日益提高,智能化家庭住宅模式将成为家庭住宅模式的发展趋势。而智能化的太阳能热水器控制系统必然会受到消费者的欢迎。基于上述发展趋势,本文以FPGA芯片为主体,基于VHDL语言设计了一套智能太阳能热水器控制系统。本控制器可以实现太阳能加热与辅助加热相结合、自动上水、定时上水、水满则停等功能。

太阳辐射高效聚集与镜场时空协同理论研究

研究完成了该年度的全部预期目标,完善了太阳能热发电镜场时空协同设计软件,可根据太阳直射辐射资源计算电站年发电量;可计算吸热器管壁的能流分布,解决了镜场聚光与吸热协同优化设计问题,建立镜场分区控制机制,达到聚光与吸热协同;完成了聚光器的外场安装与调试,提出了聚光器面形检测方法,并对检测方法的可行性进行了试验研究;完成了聚光器的光学性能测试方法研究,提出了聚光器光学性能测试设备研制方案;完成了聚光器外场跟踪精度测试方法研究,并进行了跟踪精度测试试验;完成了聚光器的综合性能初步评价。

塔式光热电站集热场设计综述及经济性研究

[目的]为系统性梳理塔式光热电站集热场设计的内容,评估集热场设计对电站经济性的影响,对集热场设计进行综述介绍,提出了塔式光热电站集热场设计的基本思路,分析了影响集热场效率的因素并进行经济性研究。[方法]将集热场设计分为吸热塔位置和高度设计、定日镜布置设计及集热场道路设计这三部分内容分别介绍,采用对集热场效率的构成子效率进行分解的方法,并以影响集热场经济性的主要两个设计因素为重点开展研究。[结果]提炼了集热场设计需考虑的多种因素,总结列出提升集热场子效率的各因素设计结论,提出在目前工程条件下集热场规模越大光热电站经济性越好,得到定日镜布局疏密对经济性的影响结论。[结论]所提出的结论指导意义强,为塔式光热电站设计提供借鉴。

砂土场地光热发电新型高强预应力混凝土短桩基础受力特性研究

高强预应力混凝土(PHC)短桩基础是一种新型太阳能电站发电元件的支撑结构,通过将PHC管桩伸入2~3 m深的钻孔后灌注混凝土形成。为掌握PHC短桩基础的工作性状,开展了砂土场地基础的侧向荷载、侧向-扭转耦合荷载、循环荷载现场试验。根据柱顶倾角、泥面位移、扭转角和基础内的测试结果分析和对比了PHC短桩基础的受力变形规律以及扭转荷载的影响。进一步基于三维数值模拟,分析了桩帽对基础内力和变形的影响规律。结果表明:PHC短桩基础的变形总体上呈现分阶段特性;扭转荷载使土体加快进入塑性状态,降低了阶段立柱的抗裂性能;桩帽可以有效地减小泥面位移,但对立柱的变形影响不明显;正常使用极限荷载下,循环荷载后的残余变形约为单次荷载下变形的2倍;最后基于现场试验、数值模拟,提出了桩端小变形下m值(土体的水平抗力系数)和A_(g)值(土体剪切模量比例系数)的获取方法以及残余变形的经验获取方法。

1.5MW失速型风力机的设计

只有在风速大于或等于切入速度的情况下,大容量风力发电机的风轮才会转动。为提高风能利用率,提出了一种在风速较低时提高大容量失速风力机发电量的系统。介绍了该风力机系统与传统风光组合发电系统的不同,分析了该风力机设计过程中所需考虑的关键问题,提出了风力机设计方案,包括轮毂结构设计和齿轮组合结构设计,估算了所设计风力机的年发电量,并与相同功率等级的失速型风力机进行了对比。结果表明,在低于平均风速条件下,与同功率等级的风力机相比,年发电量有了明显的提高。

北方工业厂房太阳能采暖系统设计与现场测试分析

严寒地区工业厂房的采暖要求较民用建筑低,同时供暖时间大多集中在白天,晚上只需维持值班温度即可,这些特点使得工业厂房采用太阳能采暖具有得天独厚的优势。本文针对北方严寒地区工业厂房热负荷需求,设计了一种适用于北方寒区的太阳能采暖系统。为满足严寒地区冬季连续供暖需求,在系统中增加了电采暖作为辅助热源,以保证在阴雪天气以及最冷月热负荷较大时能正常供暖。通过太阳能采暖的实测表明,太阳能采暖系统在11月份共可节能5.2×104MJ,节能率46%。本文研究结果为北方工业厂房的太阳能采暖设计与应用提供了依据。

塔式太阳能光热发电站镜场设计软件研究现状

“十四五”期间风光热储四维一体、多能互补将是能源利用新趋势,塔式光热发电凭借自身优势将迎来新的发展。但随着光热发电站镜场容量的增加,现有镜场设计软件计算开销大、效率低下的问题愈发的凸显。通过深入分析塔式太阳能热发电站镜场设计软件现状,对不同镜场设计软件中的初始布局、效率计算、布局优化、吸热器能流密度分布等关键算法进行系统梳理和优劣势对比,提出软件整体性能提升的路径,为塔式太阳能热发电站的建设及镜场设计软件开发提供了思路和理论参考。

内陆盐湖滩晒盐田的设计与应用

滩晒工艺的引入是湖盐企业开采到一定程度面临的共性问题,文章以吉兰泰盐湖为例,阐述了内陆盐湖滩晒盐田的设计与生产工艺技术,多种开采工艺相互并存,取长补短,充分发挥资源优势,延长盐湖服务年限。

大型太阳能热发电厂镜场雨水排水设计

针对占地面积大、场地地形起伏的沙漠地区大型光热电厂镜场在短时强降雨工况的雨水排水问题,通过研究某光热电厂槽式光热电站和塔式光热电站不同区域的水文条件、下渗性能及地质条件,根据各区域的设计暴雨强度,结合该光热电厂镜场场平图纸及镜场布置方案,研究制定"分区收集、自然下渗"和"分区替换覆盖层"等排水方案。实践证明,排水方案满足设计要求,实现了短历时暴雨情况下镜场雨水有序管理,不影响光热电厂正常运行。同时,该方案的施工措施简单,能够与场平工程同时施工,便于实施,缩短施工周期。

槽式集热器效率分析和互补电站镜场设计

为实现给水加热型互补发电系统中太阳岛与动力岛更好耦合,本文建立了槽式集热器炯效率的热力学模型,分析了200 kW典型集热器效率随运行参数的变化规律:平均辐照600 W/m^2时最大效率为33%左右,最佳温度范围为250～350℃,并进行了实验验证,最后分析了互补发电系统集热场效率在设计辐照和偏离设计辐照时的特性规律,初步给出了热互补电站设计的原则。本研究结果为太阳能与火电互补发电技术的集热场设计提供了一个基本依据,具有较好的工程实用价值。

新一代太阳能热发电高温集热场光热力耦合设计方法研究

以800℃太阳能吸热器和超临界二氧化碳发电机组为特征的新一代太阳能热发电技术因成本低的优势得到了欧盟、美国、澳大利亚和中国等的立项支持.高温太阳能集热场是太阳能热发电核心技术之一,对高温吸热器的安全性和效率极为重要.本文提出了以安全性和效率为目标,以吸热器许用能流密度为牵引,基于"光学-热学-力学"在电站设计点耦合分析的800℃高温集热场设计方法.

酰亚胺基N-型高分子半导体研究进展

近年来,高分子半导体材料由于其可溶液化加工及柔性等特点,引起了学术界以及工业界的广泛关注.然而,相比于P-型高分子半导体,由于缺电子结构单元的缺乏、空间位阻效应及合成上的挑战,N-型高分子半导体材料的研究仍然相对较少,开发高性能的N-型高分子半导体仍然是有机电子领域面临的巨大挑战.本专论回顾了N-型高分子半导体材料的最新研究进展,重点介绍了我们课题组开发的酰亚胺基高分子半导体及其在有机场效应晶体管(OFETs)和有机太阳能电池(OPVs)中的应用.通过对分子结构设计以及相应的器件性能的总结,以期为高性能N-型高分子半导体材料的设计和开发提供进一步的指导和借鉴.