塔式太阳能吸热器表面热流密度预测及优化

以塔式太阳能聚光集热系统为研究对象,耦合蒙特卡洛光线追踪法和卷积法,通过综合考虑定日镜阴影和遮挡因子以及反射光束对热流密度的影响,建立一种精度高、计算量小的吸热器表面热流密度分布预测数学模型,获得考虑光线遮挡、余弦损失、溢出损失及大气衰减等因素时单定日镜及全镜场下的光迹追踪路线及热流密度分布规律。并根据镜场光学效率与镜面所处的位置关系提出一种镜场布局优化方式。优化后12:00时镜场的光学效率从43.5%提高到45.6%,日平均光学效率提高约2%,太阳热流密度分布更加均匀。     

塔式太阳能热发电镜场模型的研究及仿真

在镜场效率的基础上,提出一种蒙特卡洛光线追迹法,能够在分析定日镜间阴影遮挡的同时,进一步分析太阳入射光线经镜场反射后到达吸热器的情况,从而计算出吸热器的平均能流密度。仿真结果表明,通过本文所提出的算法仿真得到的吸热器平均能流密度与实际变化规律一致。     

直驱式波浪能发电场的布局优化研究

文章研究了直驱式波浪能发电场的优化布局问题。将直驱式波浪能发电装置简化为地形,利用Mike21软件计算波浪能发电场内的波浪分布,进而将其作为波浪能发电场电气模型的输入,仿真获得波浪能发电场输出功率。在此基础上,基于波浪的传输特性,对波浪能发电场内各发电装置进行优化布局,以保证发电场的平均输出功率,同时改善功率输出的波动性。得到优化布局方案后,分别在规则波和不规则波两种情况下验证了方案的有效性。     

定日镜能量传输效率建模及镜场排布设计

针对定日镜场的排布,鉴于目前定日镜能量传输效率模型不完善的问题,改进并优化相关能量衰减因子,引入大气透射衰减效率进一步提高定日镜传输效率模型的完善程度,并提出镜场排布设计的具体步骤,仿真结果验证了该模型的高效性.     

线性菲涅尔一次镜场光学效率分析

对线性菲涅尔太阳能集热一次镜场的光学效率进行了数值计算。用最大采光半角θ、反射镜列数n和镜场填充率μ来描述镜场,计算一次镜场光学效率随光线入射角γ的变化趋势。该算法的计算结果与Trace Pro及Sol Trace的计算结果一致。分析表明:线性菲涅尔一次镜场的光学效率受相邻反射镜列间的遮挡和阴影影响,加大光线入射角,镜场效率明显下降;在无阴影和无遮挡的情况下,随着入射角γ的增加,与光线垂直入射相比,镜场效率按cosγ/2倍率下降。通过计算得到光线垂直入射时,镜场不发生遮挡的临界镜场填充率及其对应的光学效率。研究结果显示:减小最大采光半角能显著增加镜场光学效率;当最大采光半角为45~60°、在正午前后6~8 h,不发生阴影和遮挡的临界镜场填充率一般低于75%;与抛物线槽式聚光器相比,设计良好的线性菲涅尔一次镜场反射镜的阴影和遮挡,使正午前后6~8 h的平均光学效率下降5.0%~8.3%。     

基于尾流风速场风速矢量计算的风电场输出功率优化模型

针对尾流效应在风电机组之间产生影响的问题,为了更加合理利用风能,增加风场的输出功率,在风场面积不变的前提下对风场内风电机组进行布局优化,根据风场实际仿真数据训练建立尾流风速场风速矢量计算模型和尾流影响区域风速计算误差函数,迭代计算尾流区域的风速矢量最优解;然后,基于改进粒子群算法对粒子群进行参数密度熵分簇优化,对不同种群进行寻优,计算出最优的风场布局排列,提高计算机的计算效率;最后,通过CFD生变化时,模型能够计算出尾流效应区域的风速矢量,仿真结果及分析证明模型和优化算法的正确性。     

基于自适应引力搜索算法的定日镜场优化布置

针对塔式太阳能热发电电站中定日镜场优化布置问题,提出一种基于自适应引力搜索算法的定日镜场优化布置方法。以Campo布置规则为基础建立比目标定日镜场大1.5倍的密集型初始镜场,将定日镜所在环的半径作为输入变量并将年均效率作为镜场优化布置的评价标准。通过在引力搜索算法中引入动态调整因子α,可提高算法在高维搜索问题方面的求解能力。最后以塞维利亚Gemasolar电站的定日镜场为例进行优化布置,证明使用自适应引力搜索算法优化后的定日镜场具有更高的年均效率。     

塔式太阳能热发电站集热场布置优化研究

针对Planta Solar 20塔式电站采用叶序排列算法对镜场重新布置,根据电站的定日镜数量,以最高效率为原则,得出镜场布置图形和每个定日镜具体坐标,并给出定日镜场的光能利用率,对镜场的余弦效率、大气衰减损失、镜场光能利用率与塔高之间的关系进行研究。     

塔式太阳能电站定日镜场优化调度的光功率控制研究

针对定日镜场优化调度的光功率控制问题,鉴于目前调度数学模型不准确、算法运行效率低、速度慢等缺点,改进并优化设计调度模型和调度算法,通过考虑镜场的能耗因素,提高模型的精度和准确性;设计一种混合式遗传算法,采用惩罚项建立适应度函数,引入自适应搜索空间提高算法效率和运行速度。仿真结果验证了该调度模型和算法的准确性和快速性。     

塔式太阳能热发电站镜场设计分析

通过对国内外现有镜场设计方法的分析与总结,从镜场效率、定日镜数目、土地利用率、电站安装和运维等方面进行比较。结果表明,并非所有的理论镜场设计方法都适用于实际电站,镜场设计必须兼顾项目的实际运营,如安装、清洗等。     

浅析一种用于塔式太阳能热发电站的定日镜全自动清洗车

在塔式太阳能热发电站中,定日镜的表面清洁度与其聚光集热效率直接相关,合理的清洗策略和高效的清洗设备有助于提升定日镜镜场的平均清洁度,提高其聚光集热效率,进而提升整个太阳能热发电站的发电效率。介绍了一种定日镜全自动清洗车,其基于导航系统和镜场整体控制来完成定日镜镜场的自动清洗工作。     

汽轮机叶尖结构密封仿真研究

汽轮机漏气损失是制约汽轮机效率提高的一个主要因素,而汽轮机叶尖密封就是用来减小或消除漏气损失的一种技术手段。因此,研究汽轮机叶尖密封的工作原理、设计方法和优化措施,对于提高汽轮机效率、降低能耗具有重要的理论和实践意义。文中采用ANSYS仿真软件的非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)模型对汽轮机叶尖迷宫密封内流场、压力场进行预测,进而预测汽轮机叶尖内蒸汽流动特性和密封性能。通过数值模拟探究基本参数对密封性能的影响。     

线性菲涅尔集热器镜场设计理论与光学分析

文章介绍了线性菲涅尔反射镜场的设计方法与数学模型,分析了镜场模型的光学特性和镜场的各项光学损失,并计算了集热器的光学效率。在镜场反射镜数目一定的情况下,研究了光学效率随吸收器高度、镜面间隔与镜面宽度变化的规律。研究结果表明:吸收器高度对镜场的余弦损失、阴影遮挡损失影响较大,吸收器高度增加,集热器光学效率随之增加;镜面间隔变化对镜场余弦损失影响很小,对阴影与遮挡损失的影响很大,镜面间隔增大,阴影与遮挡损失迅速减小;镜面宽度对镜场余弦损失影响很小,太阳入射倾角较小时,镜面宽度对阴影与遮挡损失影响较大,镜面宽度增大这种损失迅速增大。     

二次反射多碟太阳能聚光器设计与性能分析

设计一种小规模的光线向下式焦点固定的多碟聚光集热系统,其特点是焦点固定,光线向下汇聚,吸热器开口向上,并提出该系统的追踪方式。通过对一次镜场和二次反射镜的分析和优化设计,使设计工况下吸热器入口的平均能流密度达到420 kW/m²,光学效率为87.4%,可为实现光线向下式焦点固定聚光系统的发展和优化提供技术方案。     

对太阳能热发电走向成功之路的思考

从理论方面对降低太阳能热发电投资成本的方式进行了分析,认为可通过扩大规模来降低投资成本,依靠扩大发电系统的规模和优化镜场设计来提高太阳能热发电系统的光电转换效率;碟式和点聚焦菲涅耳聚光系统的光热转换效率高,竞争力较强.当采用超大功率蒸汽轮机时,可使发电系统的规模扩大10倍、热电转换效率提高25％;按照光学效率和接收器热...     

塔式太阳能热发电系统镜场调度方法的研究

提出一种塔式太阳能热发电系统中定日镜调度的方法。根据太阳、定日镜和接收面的光学成像关系,考虑太阳位置、镜面反射率和能见度等因素给出了镜场光能转换效率的计算方法,同时结合定日镜场状态及热力系统所需光功率建立了镜场调度模型。该文将定日镜的调度转化为一个0-1背包问题,设计了一种混合遗传算法来对其求解。采用该调度方法可得到各时刻转换效率最高时所需调用的定日镜数量及其分布,并可调整定日镜瞄准接收靶上分布的目标点,使吸热器上能流分布均匀,降低峰值能流密度,避免过热故障。仿真算例结果表明了该方法的有效性。     

槽式太阳能热发电站的性能研究

采用SAM软件对槽式太阳能热发电站进行模拟,研究了纬度、季节变换、太阳倍数、储热时长等因素对太阳能热发电站性能的影响。研究结果表明,纬度和季节变换对电站镜场余弦效率和光学效率有很大影响,纬度越高,电站镜场余弦效率和光学效率越低;夏季的余弦效率和光学效率最高,冬季最低。优化设计太阳倍数和储热时长,以获得最佳的聚光集热系统和储热系统配置,结果表明:对于装机容量为50 MW的太阳能热发电站而言,在太阳倍数为2.0、储热时长为15 h的组合下,可以获得较好的电站性能。     

抛物面槽式太阳能集热器场热损失分析

在已有的计算集热器场吸收有用能量模型的基础上,加入影响集热器场效率的热学因素,优化了集热器场效率计算模型,并验证了优化模型的精确性。利用优化模型对抛物面槽式太阳能集热器场热损失机理进行了研究。结果表明,集热器集热元件热效率、入射角以及由入射角引起的端部损失是影响集热器场效率的主要因素。在太阳辐射强度一定的情况下,入射角越小、集热器热收集元件的热效率越高时,集热器场效率越高。     

基于均匀设计法的定日镜群镜风力系数变化规律研究

根据部分工况的试验数据，通过均匀设计法和回归方程来得到全部工况的数据，以达到简化定日镜风洞试验、提高试验效率的目的，并在此基础上对定日镜群镜平均风力系数进行研究。首先，根据风洞试验得到群镜13个工况的平均风力系数值；其次，分别确定二元非线性回归方程，利用回归方程计算出全部工况下群镜的平均风力系数回归值；再次，通过对典型工况下平均风力系数进行研究得到其变化规律，并分析出全部工况下群镜平均风力系数整体的变化规律；最后得出群镜平均风力系数与单镜平均风力系数变化规律基本一致等相关结论。     

塔式太阳能热发电镜场中余弦效率仿真研究

参考eSolar塔式发电站中的矩形定日镜场,通过参数设计得到密集的轴对称交错排列布置方案;建立了余弦效率的数学模型,对一天中不同时刻的太阳入射角变化趋势进行了仿真,得出位于接收塔南北区域余弦效率状况;对矩形定日镜场的余弦效率分布做了进一步研究。仿真结果验证了太阳入射角的变化趋势,并得出塔的高度对余弦效率的影响。