槽式太阳能聚光器跟踪系统运行特性分析

建立槽式太阳能聚光器跟踪太阳角度的数学模型,利用该跟踪太阳的数学模型对槽式聚光器不同布置方式太阳跟踪角度以及太阳光线入射角进行分析研究。计算槽式太阳能跟踪系统的角度的运行数据,分析其变化特性和跟踪规律。为了验证本文的计算方法,进行实验研究。计算和实验结果表明:入射角余弦夏至日的平均值是0.98,冬至日的平均值是0.71;对于聚光器采用东西水平布置南北轴跟踪方式,在冬至日正午时刻聚光器运行速率最快,峰值达到0.398°/min;采用南北水平布置东西轴跟踪方式,在夏至日出时刻聚光器运行速率最快,峰值达到0.45°/min;通过实验比较了跟踪角的实际测量值与计算角度最大偏差约为0.56°,平均偏差为0.334°。     

抛物槽式集热器太阳入射角的计算

针对抛物槽式集热器布置和跟踪方式容易混淆及太阳入射角计算公式不统一的问题进行研究,通过明确定义集热器的跟踪方式,采用理论推导和数值模拟相结合的方法,检验相关文献中集热器太阳入射角计算公式的可靠性,计算不同跟踪方式下北纬40°集热器两至日的太阳入射角。分析结果表明,除跟踪方式归类不同外,相关文献中有关抛物槽式集热器太阳入射角的计算公式基本可靠。集热器的跟踪方式不同,太阳入射角的变化规律也不同,即集热器所获得太阳直射辐射能也不同。由此,可根据集热用途来确定集热器的布置跟踪方式。     

单抛物反射面聚光光伏系统的性能研究

为了提高常规光伏电池组件利用率,该文采用单抛物反射面建立了聚光光伏系统,并与常规平板系统对比,进行了性能研究.该系统利用控制机构,根据太阳高度角决定单抛物反射面是否立起工作,对太阳辐射低倍率聚光,避免了聚光后辐照度过高,表面温度升高也较小.对比常规平板系统,夏至附近短路电流提高了约12.6%,开路电压提高了约0.5%;冬至附近,短路电流提高了约36.4%,开路电压提高了约1.4%.另一方面,夏至附近不聚光的最高辐照度为842W/m2,冬至附近聚光的最高辐照度为834W/m2,不会损伤光伏电池组件,可采用普通多晶硅光伏电池组件,且不需要冷却系统.研究表明,采用该系统能以较小的成本获得以上受益,发掘了常规光伏电池组件应用潜力,为进一步提高光伏发电系统的性价比提供了方法.     

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.     

槽式太阳能集热器运行特性分析

分析与研究了槽式太阳能聚光集热器运行特性,建立了槽式太阳能聚光集热器运行特性参数的数学模型,应用该模型以我国西部太阳能热发电的典型地区为计算地点,对槽式太阳能聚光集热器的太阳入射角余弦、入射角修正系数、遮挡系数、端部损失及镜场运行效率等运行特性参数进行了计算。结果表明：槽式太阳能集热器正午时刻入射角余弦达到最小值,余弦效应最为明显;遮挡损失和端部损失对槽式集热器的运行影响总体不大,在日出、日落时刻会发生遮挡效应,最大端部损失发生在正午时刻;槽式太阳能聚光集热器镜场效率正午时刻之前单调下降,正午时刻后,随高度角的下降而单调增加,在正午时刻达到最小值,夏至日镜场效率峰值约为0.74,冬至日的峰值约为0.47,差值约为0.27。     

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...     

非均匀热流密度下槽式集热器吸热管热应力分析

为了分析槽式集热器吸热管的热力性能及其对集热系统安全运行的影响,以LS-2型集热器为研究对象,通过有限元数值模拟方法对槽式集热器吸热管进行热-结构耦合分析。结果表明:吸热管管壁最大温度位于出口处下端(抛物面反射镜反射光线照射区域),吸热管管壁最小温度位于入口处上端(太阳辐照直射区域);太阳直射辐照强度(400～900 W/m~2)越大,工质入口温度(50～300℃)越低,入口流速(1.0～3.5 m/s)越慢,对吸热管的热变形量和热应力影响越大。在集热器实际运行中,当太阳直射辐照强度较高时,工质入口温度和入口流速不能选取太低,否则会造成吸热管热应力增加,影响集热器的使用寿命。     

南昌地区太阳辐射资源分析

利用太阳监测系统监测的数据分析南昌地区季节、月、日太阳辐射的变化和规律。结果表明:南昌地区夏、秋、冬季节太阳直射总辐射强度每小时均值最大为1 026 W/m2;该地区冬季受阴雨天气影响导致冬季的日照时间极短;从都为晴朗天气的太阳辐射情况比较来看,冬季的直射总辐射强度与夏季其实差异不大,但因冬季的全天日照时间低于夏季的原因,直射总辐射量冬季时仍然会低于夏季时。分析南昌太阳直射总辐射强度频数分布可知,超过100 W/m2的太阳直射辐射强度占到太阳直射总辐射强度的59.31%,而且分布比较稳定。     

竖直面上太阳辐射的模拟计算研究

以内蒙古呼和浩特、锡林浩特和阿拉善盟3个地区太阳辐照气象参数为基础,选用Klein模型作为竖直面的辐射计算模型,利用Matlab仿真软件对这3个地区-90~90°太阳方位角内竖直面单位面积所接收到太阳辐照量进行模拟计算。研究结果表明:对于内蒙古各地区,太阳能建筑最佳朝向的太阳方位角为-15~15°,在此太阳方位角范围内竖直面上的太阳辐照量较大;内蒙古各地区太阳能利用的最佳时段为冬季和春季,秋季次之,夏季竖直面上的太阳辐照量最小;内蒙古各地区年总太阳辐照量均为4 604 MJ/m2以上,部分地区年总太阳辐照量最高可达5 515 MJ/m2,整体上属于太阳能资源较丰富区,太阳能资源可开发利用的潜能较大。     

太阳能与热泵技术联合应用实践

<正>攀枝花市年平均气温21℃左右,全年无冬。最冷月的月平均气温也在10℃以上;夏季最热月的平均气温26℃左右。属高温长日照亚热带地区,太阳能资源丰富,全年有280多天为艳阳天,年日照时数达2750小时,年太阳辐射量6300M J/m2。