线性菲涅耳集热器的能损分析

为了优化线性菲涅耳集热器光学系统结构和提高其效率,需要对集热器的能量损失进行详细分析。文中对以真空管作为吸热管的线性菲涅耳聚光集热器的几何损失、端部损失、反射镜面光学损失、吸热管热损失和整个集热器的的效率进行研究分析。通过一小型的线性菲涅耳集热器试验装置进行了热效率的初步测试。     

线性菲涅耳太阳能聚光系统

线性菲涅耳聚光反射装置是对连续抛物面聚光镜的一种离散化近似,因由法国工程师Fresnel发明而得名。线性菲涅耳太阳能热发电技术在太阳能热发电系统中非常有用,尤其是在需要安装大面积的镜场时,对成熟的槽式太阳能聚光热发电系统形成强有力的竞争。简要介绍了线性菲涅耳聚光反射装置的技术特点及发展现状。     

用于聚光太阳电池的菲涅耳透镜的设计

本文所报道的用于聚光太阳电池的菲涅耳透镜的设计特点是:菲涅耳齿设置征背光面,齿距较宽,对透镜边角的齿采用散焦和倒置法,对透镜中间部分的齿采用散焦法,透镜中心与太阳电池面积相等部分不设菲涅耳齿。经过测定,所制作的透镜符合聚光太阳电池的要求。     

线性菲涅耳集热器接收器对镜场的遮挡研究

带有二次反射器的线性菲涅耳聚光集热器,虽然其接收器表面的能量分布更均匀,但也增加了接收器对反射镜场的遮挡。本文采用理论计算和模拟两种方式对已设计的线性菲涅耳集热器二次反射器对镜场的遮挡情况进行分析,先通过理论计算得出二次反射器对西边三块初级反射镜遮挡角θni的范围,然后利用光线追踪软件模拟出安装和不安装二次反射器两种情况下到达初级反射镜的光线数目,根据光线数目变化情况得出西边三块反射镜的遮挡角变化范围分别为70º ~ 90º、54º ~ 72º和42º ~ 58º,同时引入光线损失率来衡量二次反射镜对镜元遮挡的影响,结果得出安装二次反射器后镜元光线损失率最大值达到23.53%。     

菲涅耳太阳能聚光系统几何矢量分析

提出了线性菲涅耳聚光反射装置中入射角、反射位置、跟踪倾角的矢量计算方法.该聚光装置中每个反射镜面(简称镜元)需实时跟踪太阳,将太阳入射光反射至固定位置的线性吸热器上,每一镜元的入射角、反射位置、跟踪倾角均时刻变化,系统设计时的计算非常复杂.利用目前太阳位置算法中得到的太阳高度角、方位角,通过矢量法,简化计算过程,推导出线性菲涅耳反射装置任一镜元的入射角、反射位置、跟踪倾角公式,便于菲涅耳太阳能聚光装置的分析应用,计算了2009年各月平均日的各量在具体算例情况下的变化.     

用于聚光太阳电池的菲涅耳透镜

本文讨论了用于聚光太阳电池的菲涅耳透镜的一种新设计方法。它考虑了色散、跟踪误差及光学匹配倍数等影响,重点研究了齿宽的选择和太阳电池表面的光强分布。用这一方法设计的菲涅耳透镜,齿宽较大,齿距不等。     

SOLTRACE入门与应用

详细描述了SolTrace的各项功能及使用方法,最后以线性菲涅耳聚光反射系统为例给出具体的应用.     

超环面-CPC组合系统的太阳能聚集特性分析

结合光学软件比较分析了碟式抛物镜、菲涅尔反射镜、超环面聚光镜的聚集辐射性能,重点考察光线入射角度对光斑均匀性、聚光比等性能的影响。优化设计获得一种在聚光比、光斑均匀性、公差容忍度等性能方面都较优异的超环面-CPC组合系统,为太阳能聚集设备的创新设计提供了新思路。     

基于MATLAB的抛物槽式太阳能集热器集热管一维稳态模型

抛物槽式太阳能热发电是具有商业化发展潜力的热发电技术之一.抛物槽式聚光集热装置包括抛物槽反射镜面和集热管2个重要部分.应用传热学模型模拟集热管的运行状况,用于槽式聚光器集热管设计的改进.为了提高模型的通用性,文章利用了MATLAB软件对槽式聚光器集热管的一维稳态模型进行了计算,计算结果与美国Sandia实验室的实测结果吻合较好.     

菲涅耳太阳能聚光系统跟踪倾角的矢量算法

提出了线性菲涅耳反射装置中太阳跟踪倾角的计算方法。该聚光装置中每一个反射镜面(简称镜元)需实时跟踪太阳,使太阳入射光反射至固定位置的线性吸热器上。但是,从目前的太阳位置算法中得到的太阳高度角、方位角并不能直接用来控制跟踪,必须进行复杂计算,得到每一镜元相应的跟踪倾角,然后控制电机使其旋转至相应位置。通过将太阳矢量适当分解,简化计算得到适合于菲涅耳太阳能聚光装置反射定位的旋转倾角并经实验验证。     

菲涅耳反射式太阳能聚光系统的三运动复合跟踪

提出了线性菲涅耳式太阳能反射聚光系统新的跟踪方式:置于接收器上方的二次聚光器配合镜场平移的同时进行旋转,与平面镜的转动组成三运动复合形式。通过镜场的整体平移减小余弦损失,提高系统整体的聚光集热效率。从理论分析和计算机模拟两个方面对这种三运动复合形式进行的研究发现,三运动系统的总余弦损失在一天中基本不变。对一个24 m2镜场的测试分析表明,在夏季晴天条件下,三运动复合系统的有效能量增加率约为5.8%,每天的能量增益达到38 MJ左右。     

太阳能等照度带聚焦菲涅耳透镜研究

为了提高聚光发电时太阳电池的光电转换效率,从提高太阳电池表面会聚光强分布的均匀性入手,对传统平板型线聚焦透镜进行改进,提出一种用于聚光光伏发电的等照度带聚焦菲涅耳透镜设计方法。带聚焦菲涅耳透镜分为奇数个单元,每个单元宽度与太阳电池宽度相等,单元内所有尖劈角φ相等并将太阳辐射等宽度折射至太阳电池表面,从而实现各单元透过的太阳能等照度叠加。最大聚光比由光伏电池宽度、透镜与太阳电池间距以及透镜材料折射率决定。对带聚焦和线聚焦两种透镜聚光条件下电池表面温度分布情况进行比较分析,验证了等照度带聚焦透镜设计的可行性。     

基于DSP的线性菲涅尔太阳能集热系统设计与实现

针对线性菲涅尔太阳能集热系统普遍存在遮挡和阴影等特点,提出了一种设计方法,并设计了一套线性菲涅尔太阳能集热系统。在该系统中,镜场微弧面反射镜按照一定初始角度安装,并通过设计的DSP单轴跟踪控制器,控制反射镜跟踪太阳,将太阳光线反射到镜场上方固定安装的三角形腔体吸收器上,实现太阳能集热。通过精度检测实验和光学镜场模型仿真,验证了该系统应用于线性菲涅尔太阳能的正确性和可行性。     

高倍聚光的初始设备投资

正从生产制造环节来看,高倍聚光的初始设备投资相对于其他光伏技术(如晶硅)是比较低的,尽管存在不同的高倍聚光设计和生产工艺路线。美国可再生能源实验室(NREL)的详细分析指出,采用菲涅耳透镜和二次光学的技术路线,生产芯     

大型曲面菲涅耳薄板透镜的制造与应用

一引言 传统的平面菲涅耳透镜质轻价廉,用材料少,已在多学科得到应用.其难点是直径难以造大,限制了其在阳光集热方面的使用,许多专家试图设计大型精密机床来制造大尺寸整体菲涅耳透镜用于阳光集热,其技术难度之大、成本不菲可以想见.笔者创新提出区块分割法,发明新型太阳能聚光集热器--塑料透射式太阳能聚光器(专利申请号:CN200410020974.2,公开号:CN595011A),核心技术之一是其巨型的薄板聚光透镜由一系列曲面聚光瓦拼接搭建而成,从此人们可以利用聚光瓦像用砖瓦盖房一样轻易地构筑自己所需要的聚光集热装置,从太阳光中获得所需的高温能量.     

两种聚光器联合驱动的鼓泡加湿除湿型太阳能海水淡化系统实验研究

设计一个由太阳能空气集热器和曲面菲涅尔透镜联合驱动的鼓泡加湿除湿型太阳能海水淡化系统,介绍该系统的结构和运行原理,对多曲面聚光器的聚光特性进行光学仿真分析,对装置各部件的能量进行平衡计算,测试系统在实际天气条件下的产水性能,给出太阳辐照度、装置运行温度和产水效率随时间的变化关系。当太阳辐照度平均为795 W/m2时,该装置集热管出口温度最高为64.8℃,产水量约为9.48 kg/d,整体系统热效率为43.5%。     

线性菲涅尔反射式太阳能集热系统的设计与试验研究

本文研究了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统,基于几何光学原理计算模拟了线性菲涅尔反射镜镜场和复合抛物面的接收系统,在减少末端损失的基础上设计了系统的机械结构,制作了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统的装置,并进行了集热性能的实验测试。测试结果表明,该系统在9倍聚焦倍率下,导热油的最高温度可达176.2℃,系统的平均瞬时热效率约为53%,很好地实现了其集热性能。     

太阳能聚光热发电系统跟踪角的矢量分析

针对太阳能聚光热发电系统中跟踪装置的跟踪角计算方法及相应的涉及几何光学的计算公式(如反射光方向、入射角等)均不相同的问题,通过矢量法简化了理论推导过程,给出塔式、槽式、碟式、线性菲涅耳型四种主要的太阳能聚光反射装置的跟踪角、入射角及反射光的矢量计算公式,可为实际工程应用及分析提供必要的理论基础。     

基于三角腔体吸收器的透射式菲涅尔定焦线系统聚光特性分析

为解决线性菲涅尔太阳能集热系统单轴跟踪过程中出现的聚光焦线偏移以及降低系统跟踪能耗等问题,提出一种透射式菲涅尔定焦线太阳能聚光器.该聚光器采用极轴跟踪方式与线性菲涅尔透镜定期滑移调节方式相结合,可实现固定焦线聚光.将该聚光器与三角腔体吸收器所组成的太阳能集热系统,利用基于蒙特卡罗光线追迹法的TracePro光学软件分析...     

一种圆柱面线聚焦菲涅尔式太阳能中温集热系统的研究

介绍了一种利用圆柱面线聚焦菲涅尔镜组成的太阳能集热系统,该系统主要由圆柱面线聚焦菲涅尔镜、二次聚光器、太阳跟踪器、加热油箱和负载等部件组成;给出了圆柱面线聚焦菲涅尔镜的设计思路,利用注塑成型方法生产出圆柱面线聚焦菲涅尔镜,然后利用该镜搭建线聚光太阳能中温集热系统,并在实际天气下对系统性能进行测试。结果表明,在日照充分的天气下,本系统的平均集热效率约为40%,集热效果良好。