复合抛物面聚光器(CPC)光学分析研究

阐述了复合抛物面聚光器（CPC）的设计原理和光学原理，简单介绍了复合抛物面聚光器（CPC）与不同接收器的结合形式。主要介绍了平板型CPC和圆管型CPC的设计方法和相关量的计算公式的推导结果最后主要说明了截取比在CPC系统中对系统效率和系统的经济性的影响，认为合适的截取比可增加CPC的利用率并且可大大的节省材料，对CPC的推广应用很有利。     

抛物面聚光太阳能PV/T系统的热电性能分析

建立了带有散热翅片的聚光太阳能PV/T热电联产系统内部传热过程的一维稳态数学模型,对传热过程进行了数值模拟,分析了空气质量流速、入射光强度、聚光比、环境温度、上部通道高度及翅片参数对系统的空气温度、电池板温度及系统热、电效率的影响.结果表明:随着入射光强、聚光比的增加,空气出口温度和电池板温度都会增加,系统热电总效率增加;通过增空气流量可以有效降低电池温度,提高电池的光电转换效率和系统的总能量利用效率;吸热板背面的翅片可以强化通道内空气的传热过程,降低电池板的温度,系统效率可增加约2%;在相同的光照条件下,人口空气温度越低,上部通道越窄,系统热效率越高.研究结果为聚光太阳能PV/T热电联产系统的设计和运行提供了理论依据.     

聚光型太阳能热发电现状及在我国应用的风险分析

聚光型太阳能热发电(CSP)是可能实现太阳能大规模利用的形式之一,其技术可行性已得到证明,并在个别国家进入了预商业化阶段。文章对目前世界上聚光型太阳能热发电的发展现状及未来发展障碍进行了阐述,针对我国发展CSP技术进行了风险分析,并提出了若干建议。     

复合抛物面型集热器吸收体温度分布的试验研究

针对具有平面吸收体的复合抛物面型集热器(CPC)建立了试验装置,对此CPC太阳集热器吸收体平面上的光、热性能进行了试验研究。结果表明,所设计的CPC集热器具有良好的聚光能力。分析了吸收体平面上的温度数值分布及影响因素并在三维空间内用射线跟踪法进行了模拟,从而为CPC集热器吸收体温度的进一步研究提供参考。     

谈聚光型太阳能热发电工程设计中的三个概念

<正>随着环境保护压力的增大和太阳能热发电技术的成熟,各国热发电技术公司逐渐开始开拓中国市场。为了确切描述和对比不同聚光式太阳能热发电系统的配置,比较采用不同技术方案系统的性能和经济性。研究设计聚光式太阳能热发电系统时引入了容量系数、设计工况和太阳岛倍率三个概念。容量系数是指聚光式太阳能发电厂在当地日照资     

环腔流道太阳能空气吸热器的光-热转换特性研究北大核心CSCD

吸热器是太阳能聚光热利用系统中光-热能量转换的核心部件,文章针对一种简单结构的环腔流道吸热器,采用光线跟踪方法和计算流体力学方法实现光热耦合,建立了含石英窗环腔流道空气吸热器的耦合传热数值模型,探讨了碟式聚光器焦距、太阳直接辐射强度、质量流量、入口温度以及能流分布形式(非均匀与均匀能流分布)对光热转换性能的影响。研究表明:吸热器热效率和出口温度受焦距影响不大,但壁面峰值温度随焦距增大而急剧上升;热效率与质量流量呈正相关而与太阳直接辐射强度(Direct Normal Irradiance,DNI)呈负相关,出口温度反之,当DNI=800 W/m^(2),质量流量m=0.0166 kg/s时,吸热器综合热性能最优,热效率和出口温度分别为74.70%和478.74 K;出口温度受入口温度直接影响以几乎相同的差值变化,入口温度每升高50 K,热效率下降7.3%左右,该吸热器结构适用于中低温空气;能流分布均匀与否对出口温度及热效率影响不大,均匀能流分布下的吸热器壁面峰值温度反而略高于非均匀能流分布的。     

具有二次聚光器的新型大开口槽式太阳集热器设计与光学性能分析

针对大开口和更高运行温度的槽式太阳能热发电系统,提出一种可实现高聚光比、低辐射热损及能流密度均匀的新型槽式太阳集热器,即在集热管内放置外壁具有太阳选择吸收膜层和内壁具有反射膜层二次聚光器的大开口槽式太阳集热器。建立圆弧为微元段的自适应设计新方法,提出3种典型的二次聚光器面型,利用蒙特卡洛光线追迹方法仿真新型集热器的能流密度分布特性,验证该光学仿真方法,分析影响集热器光学性能的各种因素。结果表明,该集热器可显著提升集热效率。     

非跟踪聚焦型太阳能冷管及其性能研究

该文在提出了真空集热的太阳能冷管的基础上，引入非跟踪聚焦的复合抛物面聚光器(CPC)，以增强冷管吸附床对太阳辐射的吸收，提高单管制冷量与制冷系数。从理论上分析并设计了与太阳能冷管相配的CPC反光板，并对其半接受角、平均反射因子、光学效率和聚焦比等参数之间的关系进行了分析。理论与实验结果表明，CPC反光板与该太阳能冷管结合，可以提高吸附床温度，增加脱附量。与轧花铝的平板型相比，非跟踪聚焦型太阳能冷管的制冷量提高了60～67％，COP提高了16～21％。     

抛物跟踪式太阳高温集热器的研究

对单轴跟踪太阳聚集系统（ＰＴＣ）进行了光学分析。对集热管内流体的混合对流（强迫对流加自然对流）和传热过程进行了探讨。理论模拟结果与实验结果吻合较好,两者间的最大偏差小于８％。     

具有镜面反射和漫反射的CPC光学分析

对由镜面反射为主但是存在一定漫反射的复合抛物面聚光器(CPC)反射面构成的集热器，在存在太阳散射情况下进行了光吸收性能的分析，比前人只考虑集热器镜面反射和太阳光直射更加接近实际情况。方法是在利用光线追踪法对CPC反射面的镜面反射进行分析的基础上，结合辐射度算法定量计算了CPC反射面的漫反射和太阳光的散射分量对集热器的光学性能的直接影响。并通过CPC集热器瞬时效率测试验证了理论的正确性。通过该理论，可以在更接近实际的情况下对CPC集热器进行光学设计和计算，具有实际的应用价值。     

半球集热器的试验研究

通过半球集热器和平板集热器的理论计算和对比试验，介绍了半球集热器的性能。     

EFFECT OF SOLAR COLLECTOR DESIGN PARAMETERS ON THE OPERATION OF SOLAR STIRLING POWER SYSTEM

An analysis has been carried out to find out the optimum operating temperature for solar Stirling power systems. The analysis has also clearly brought out the effect of solar collector design parameters, such as, concentration ratio, overall heat loss coefficient, and heat engine parameter on the overall efficiency of solar Stirling power systems. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

槽式太阳能热发电站中集热管摆动支撑的结构分析

在槽式太阳能热发电站中,集热管作为镜场的核心部件,其热性能及其支撑装置的结构可靠性直接决定了整个槽式太阳能热发电站的热效率和经济成本。通过对槽式太阳能热发电站中集热管支撑装置中几种摆动支撑结构的优劣进行对比,选出了最优结构形式,并计算分析了集热管运行过程中摆动支撑的受力情况,以期为集热管摆动支撑的进一步创新设计提供借鉴。     

真空集热管内不同形状吸热体表面相对太阳辐照强度的实验研究

以太阳模拟器为光源，对平面吸热板和半圆柱吸热板热管式真空集热管测定了玻璃罩管内吸热板表面各点随光线入射角变化的相对太阳辐照强度分布，给出了平面与半圆柱吸热板平均相对太阳辐照强度随人射角变化的规律及三维拟合公式，并对两种情况的实验结果进行了初步分析。结果表明，半圆柱吸热板的全天得热量大于平面吸热板。     

Advanced 3‐D CPC solar collector for thermal electric system

In this paper, the authors propose an innovative non‐tracking three‐dimensional compound parabolic concentrator (3‐D CPC) solar collector, which has excellent thermal efficiency for a high‐temperature range (100–200°C). In the past studies, in order to improve the thermal efficiency of the solar collector in a high‐temperature range, very high concentration ratios and tracking systems have been adopted. However, conventional high concentration solar collectors are not cost‐effective and are inappropriate for small‐rating thermal electric generation systems for residential use. The proposed 3‐D CPC collector has a moderate concentration ratio and does not need tracking. Initially, the tentative 3‐D CPC collector was fabricated and its thermal performance was tested. Next, numerical simulations of the optical characteristics of the 3‐D CPC collector were carried out via the ray‐tracing method. Finally, the specification of the optimal 3‐D CPC collector was clarified. Applications of the thermal electric system will also be mentioned. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 35(5): 323–335, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20121