调光蓄热式CPC装置的性能研究

为了对进入室内的光线和热量进行自动控制,文章设计出了一种调光蓄热式CPC装置,该装置主要由复合抛物面聚光器(CPC)、热管、水箱组成。模拟和实验结果表明:正午时段,当太阳光线垂直或接近垂直入射时,光线透过率较小,清晨和傍晚时段,当太阳光线倾斜入射时,光线透过率较大;调光蓄热式CPC装置能够自动控制进入室内的光线,当太阳光线的入射角小于20°时(对应的时段为11:00-13:00),该装置基本上能够对太阳直射光线进行全部遮挡,当太阳光线的入射角大于40°时,直射光线基本上能够全部透过该装置;调光蓄热式CPC装置光照度透过率的实验值与模拟值随时间的变化趋势大体一致,但数值上存在一定的偏差,这主要是由于在模拟过程中没有考虑散射辐射;调光蓄热式CPC装置的光照度透过率为17%~47%,辐照度透过率为20%~42%,这表明该装置在实际应用中具有较好的调节效果;在北京室外平均温度为-8℃的条件下,调光蓄热式CPC装置可以将储热水箱的温度维持在14℃左右,这表明该装置可以将过剩的太阳能收集并存储起来。     

太阳能蓄热装置性能研究

介绍了太阳能利用系统中的一种蓄热装置,并进行了实际测试分析,结果表明,测试期间蓄热装置日间蓄热量平均值为11.63kWh,典型日日间蓄热14.56 kWh,在8∶00-16∶00之间蓄热,得出蓄热装置在日间的蓄放热规律。     

梯形蓄热罐形状对蓄热性能影响的数值研究北大核心CSCD

蓄热可应对太阳能光热利用中的间歇性问题,可提供平稳的热能输出,提高能源品质。固液相变蓄热因其蓄热密度大、蓄/放热过程温度恒定等优点备受关注。固液相变蓄热过程中存在相变材料熔化与温度不均匀的现象,难熔区域极大地延长了整体相变蓄热时间。本工作提出了一种通过改变蓄热罐形状来改善熔化不均匀现象的设计方法,设计了5种具有不同梯度比的梯形相变蓄热罐;通过数值模拟方法研究了5种梯形蓄热罐的蓄热性能,得出以下结论:增加上部区域相变材料的比例有利于将热量及时传递到固态区域,减小了热量传递的阻力,加快了整体传热速率。增加上部区域相变材料比例(即模型1和模型2)的完全熔化时间较基准模型3的完全熔化时间都有缩短,分别减少了39.06%和29.37%。研究结果为相变蓄热罐结构设计和工程应用提供一定参考。     

一种小槽聚光——真空管集热整体封装式太阳能集热器性能研究

提出了一种小槽聚光-真空管集热整体封装式太阳能集热器,该集热器具有冬季集热温度高、跟踪要求低和易于与建筑结合等优点;介绍了其结构及工作原理,对其聚光性能进行了光学仿真,给出了最大聚光角范围;对其集热性能进行了实验研究,给出了在冬季使用时的温升曲线。结果表明,该太阳能集热器在冬季环境温度为-10℃时,运行温度可达到60℃左右,效率达到40%,能满足一般用户热水或供暖的需求,具有较广阔的市场前景。     

复合抛物面聚光光热光电耦合供能装置性能研究

鉴于非跟踪复合抛物面聚光器光线接收率受入射偏角影响较大,设计一种复合抛物面聚光光热光电耦合供能装置,通过在复合抛物面聚光器入光口增设板背相对的双面光伏组件,将逸出光线再次接收以实现电能输出,利用光学仿真软件对该装置光学性能进行理论分析,对比研究光线入射偏角对装置光线接收率的影响机理,基于光学计算结果,搭建复合抛物面聚光...     

聚光集热式太阳能热电偶发电技术研究

利用热电偶的热电效应,将热电偶串并联形成发电组件,将其热端采用聚光集热的方法用太阳能集中加热,冷端由空气自然冷却,形成一种新型的太阳能发电方式;初步研究这种太阳能发电方式中热电势与热电偶材料的温度、直径、长度、补偿导线之间的关系。结果表明,这种太阳能发电技术方法简单,设备成本低,有大规模推广前景。     

基于螺旋盘管蓄热装置放热实验研究

基于恒定螺距螺旋盘管蓄热装置并进行装置改进,设计出渐变式螺旋盘管蓄热装置,并探究盘管内换热流体（HTF）在不同迪恩数（De）、入口温度下的PCM放热性能。研究表明：入口温度一定时,De增大会缩短放热时间,且在不同入口温度下渐变式螺距放热时间较恒定螺距缩短,从而提高放热效率。     

漂浮式聚光升膜多效太阳能蒸馏器的性能研究

提出一种漂浮在海面上进行淡化产水的聚光升膜多效太阳能蒸馏器,该淡化装置包含一个抛物面聚光镜和多个垂直布置的蒸发-冷凝单元。采用吸水芯作为蒸发器,利用毛细吸力使海水形成上升的液膜,有效减少了加热损失。建立理论模型分析装置内部的传热传质过程。通过实验研究不同运行参数对装置温度、产水量和比能耗的影响。室内稳态研究结果表明,当太阳辐照度为900 W/m²时,蒸馏器内部温差为56.9℃,产水率可达到2.64 kg/(m²·h)。在户外平均太阳辐照度为603.7 W/m²的条件下,装置一天产水量为5.3 kg/(m²·d),日平均比能耗为1591.6 kJ/kg。     

季节性蓄热太阳能地板供暖系统的性能研究

本文建立了季节性蓄热太阳能地板供暖系统的数学模型,以上海一栋别墅建筑为实例,给出了系统中蓄热水箱的平均水温变化。同时分析了太阳能集热器面积、蓄热水箱容积、建筑热损失系数及地板供暖系统每天运行时间对系统性能的影响,为该系统的优化设计提供参考。     

盘式聚光系统吸热器热性能实验研究

该文研究设计制作了平顶锥形吸热器,安装在一部盘式聚光系统上,利用水作工质,进行了热性能实验研究.按照定流量、变流量及当地天气情况,测试了一段时间内吸热器进出口的温度变化,分析了吸热功率和热效率.实验显示,当太阳直射辐射的辐照度升高,不论是定流量还是变流量状态,吸热功率变化趋势相同(均增加);热效率变化趋势则不同,定流量状态下降低,变流量状态下升高.研究表明,利用盘式聚光系统通过吸热器对水进行加热,所涉及的太阳直射辐射辐照度和工质状态是影响盘式聚光系统吸热器的吸热功率和热效率的重要因素.以上研究,对太阳能中高温利用及实际研发一套盘式太阳能热发电系统有一定参考作用.     

旋转抛物面误差对聚光性能的影响

采用蒙特卡洛法,建立了太阳光分布、抛物面误差及反射的概率模型,跟踪光线行程,研究了误差对抛物面焦平面上聚光性能影响.研究表明,误差会显著改变焦平面上的聚光比分布和大小,影响旋转抛物面的聚光性能.总体而言,随着最大误差角度增大,旋转抛物面的最大聚光比和总聚光比减小,热点和最远进光的r/R增大.只是在最大误差较小的范围内,最大聚光比基本相等,热点的r/R则会小于理想旋转抛物面.因此,为了对接收器进行合理的设计和性能预测,需要认真分析旋转抛物面误差对聚光性能的影响,并尽可能提高抛物面的制作精度.     

太阳能蓄热式供暖系统的实验研究

结合淮河流域、黄淮以及长江以北地区的气候特征,设计了单纯依靠太阳能进行供热的系统,并在徐州冬季12月和1月进行了实验研究。研究表明:采用无辅助热源的蓄热式太阳能供暖系统完全可以满足该地区的供暖要求,技术上可行。该研究为上述地区太阳能单独供热提供了参考和依据,同时对太阳能供热和常规供热进行了经济性比较,分析了太阳能供热高成本的原因。     

一种挠曲柱面镜组聚光性能试验研究

以挠曲柱面聚光理论及镜组设计方法为基础,研究挠曲柱面镜组的实际聚光性能。首先,对一种具体的挠曲柱面镜组的聚光光路进行分析,然后通过室内聚光光路测试仪和室外实测对该挠曲柱面镜组的聚光效果进行实验验证,室外实验在南京地区11月5日完成。得出结论,单列挠曲柱面聚光镜可达到14～18倍的几何聚光比,由五面挠曲柱面镜组成的镜组的几何聚光比可达50倍以上,能流聚光比是几何聚光比的60%,在此实验基础上分析了产生偏差原因以及提高聚光比的方法。     

蓄热技术的研究及问题

<正> 一、前言太阳能或废热等热能,在质和量上都随时间而变化,为了稳定的利用这些热能,可在热源和热用户之间建立蓄热系统。基本原理如图1所示,其作用如下所述。ⅰ) 热源供给侧的供给时间或能质发生变化时,能够把稳定的、均质的势能供给热用户; ⅱ) 能的利用侧发生激烈的变化或临时性     

圆柱形等距螺旋盘管式相变蓄热装置蓄热性能研究

文章设计了一种以石蜡为相变材料的圆柱形等距螺旋盘管式相变蓄热装置,并通过实验分析了该装置的传热特性,以及传热流体入口温度、入口流量对石蜡的融化特性、相变蓄热装置的蓄热量及相变蓄热系统总传热系数的影响。分析结果表明:融化后期,石蜡的融化速率会明显加快;当传热流体入口温度一定时,随着入口流量逐渐增大,蓄热装置的最终显热蓄热量略微升高;与传热流体入口流量相比,传热流体入口温度对石蜡融化速率影响较大;相变阶段,石蜡的传热性能较强,传热流体入口温度越高,石蜡的传热性能越不稳定。     

电热固体蓄热装置蓄热过程的实验研究

在10kW的电热固体蓄热装置上，对其蓄热过程进行了实验研究，得到了不同加热方式、不同控制温度下蓄热体内温度分布规律、升温速度和蓄热量。     

槽式太阳能聚光集热器传热性能研究

建立了槽式太阳能聚光集热器单侧吸收高热流密度的传热数学模型.该传热数学模型将金属吸热管壁面所能接受到的非均匀热流简化为矩形分布,考虑了金属吸热管管壁的周向导热,选取Dudley的试验数据验证了传热数学模型的可靠性并分析了影响集热器传热特性的主要因素.通过Fluent软件研究了槽式太阳能聚光集热器金属吸热管的周向温度分布规律.结果表明:该传热数学模型具有一定可靠性;流体温度、太阳辐射强度和流体体积流量是影响集热器管内换热特性和管壁周向温度分布的主要因素.     

非跟踪低倍聚光热管式真空管集热器的实验研究

太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,但存在分散性强、能量密度低、不稳定等特点,因此为了得到高能量密度和稳定的能量供应,需要解决聚光和储能两大问题。针对这两个问题,本文采用非跟踪低倍聚光的集热器和保温效果良好的储热油箱,提出了一种非跟踪低倍聚光热管式真空管集热器;基于几何光学原理,模拟了热管式真空管和半圆聚光器的不同放置方式和位置的聚光效率,制作了半圆形聚光热管式真空管集热器系统,选择了合适的储热油箱并进行了保温效果的理论计算;最后对该系统进行了集热性能测试实验。实验结果表明,在半圆形聚光器的聚光下,系统的瞬时效率截距为0.66,热损系数为2.53 W/(m2•℃)。该系统完全能够满足人们的日常生活用热的需求,具有良好的应用前景。     

相变蓄热式PV/T集热器的试验研究

为冷却光伏组件,用定型相变材料填充管板式PV/T集热器,并以无集热器组件和保温材料填充的集热器为参照组,进行了工质(水)温升及对组件冷却效果的试验。试验结果表明:采用相变材料填充的相变蓄热式集热器能明显降低组件温度,并提高了热能利用率,其冷却效果和工质温升均优于保温材料填充式集热器;在流量为30 L/h的开式水冷条件下,相变材料填充式集热器工质(水)的平均温升为5.6℃,平均获得热能702k J/h,组件温度平均降低了6.8℃,理论光电转换效率提高了3.4%;使用相变蓄热式集热器的组件温度变化约滞后于太阳辐射变化2 h,最低效率时刻避开了辐射值最大时刻,全天效率得到提高。     

聚光型太阳能光电光热一体化装置研制

综合采用太阳跟踪聚光技术和热工原理,设计加工了一种聚光型光电光热一体化装置,并对其进行了实验研究。结果表明,采用层压技术将电池片与热交换器组合在一起,不仅可有效降低电池片的工作温度、确保其光电转换效率、延长其使用寿命,而且可获得一定温度的热水。通过集热板的二次加热,可获得更高温度的热水,从而实现高效、低成本太阳能光电-光热的综合利用。同时,研究还表明,气候条件或空气质量对实际聚光比影响较明显,但对该装置的光电转换效率以及所获得的热水温度无显著影响。