太阳能槽式集热系统动态传热特性

采用数值模拟方法研究了太阳能槽式集热系统的动态传热特性.建立了管内流体的一维传热模型,并进行了检验,计算结果与实验结果符合较好.采用该模型,该文首先分析了恒定辐射强度下,集热特性受入口温度、环境温度、流体质量流量以及风速的影响规律.然后,研究了辐射强度变化情况下的出口参数动态变化特性.得出:集热管出口温度的变化由于热惯性的影响滞后于辐射强度的变化,对于短期的辐射强度波动,出口温度变化较小,系统可不考虑加入额外的能量.对于全天辐射强度变化,集热管出口温度受辐射影响较大,尽管可忽略短时辐射强度波动的影响,但为维持系统正常运行,蓄热或额外的燃料供应是必须的.     

槽式太阳能辅助燃煤发电系统热性能研究

针对槽式太阳能集热系统,建立了集热场得热及热损失等数学模型,并以典型槽式集热器EUROTROUGH-150(ET-150)组成的集热系统为例,进行了以集热场热效率最优为目标的优化;在此基础上以槽式太阳能辅助燃煤发电系统(即互补发电系统)为研究对象,采用一定的评价准则和集成方式,对直射辐射强度(DNI)设计值的选取进行分析研究.结果表明:不同回路数、不同纬度分布的集热场存在不同的最优列间距,且存在最佳取值范围的直射辐射强度设计值,使系统年性能最优.     

槽式太阳能光热电站集热系统分区数对系统性能的影响

以某50 MW槽式太阳能光热电站为模拟对象,依据电站的主要参数,建立槽式太阳能热发电系统模型,分析了集热系统分区数、回路数和储热时长对年净发电量和平准化度电成本的影响。结果表明：50 MW槽式太阳能光热电站的单回路中集热器数量以4个为最佳,最佳集热系统分区数为6,最佳储热时长为16 h。     

槽式集热场辅助燃煤机组回热系统混合发电热性能分析

以热力学第一、第二定律为基础,对抛物面槽式集热器进行热效率和(火用)效率分析,并以LS-2典型槽式集热器热性能测试结果为依据,分析不同太阳辐照及工作温度条件下对应的（火用）效率;以此结果作为指导,对以等面积槽式太阳能集热场作为辅助热源替代燃煤发电机组不同回热抽汽集成方式的热力性能进行分析比较,得到此类集热场作为辅助热源与燃煤机组回热系统集成的最佳方案.     

基于混合神经网络的槽式太阳能集热场出口温度预测研究

为解决槽式太阳能集热场实际现场工况难以满足现有热性能测试标准的难题,提出一种基于混合神经网络（ALSTM）模型预测槽式太阳能集热场出口温度的方法。首先对中国科学院电工研究所延庆、常州龙腾乌拉特中旗、中广核德令哈、中船乌拉特中旗4处槽式太阳能集热场动态热性能实验数据和气象数据进行预处理与相关性分析,形成训练样本数据和验证样本数据;其次对该网络模型进行训练与优化,最后进行验证,得出上述4处集热场实际出口温度与预测出口温度的最大相对误差分别为3.00%、0.31%、1.45%、1.95%。证明了该模型的预测精度较高,为槽式太阳能集热场实际现场热性能预测与评价提供了一种新的方法。     

槽式太阳能集热系统性能的研究

太阳能是槽式太阳能热电站集热器的主要能量来源.通过建立太阳光学模型、槽式集热器传热过程模型和集热器效率模型,对槽式太阳能集热系统性能进行了研究.以A地一年中春分日太阳法向直射辐照度为基础,计算出太阳光入射角的余弦值,讨论了太阳法向辐照度等因素对集热系统性能的影响.     

DSG太阳能槽式集热器动态特性

采用数值模拟方法,分析了以水,水蒸气为工质的DSG槽式集热器的动态流动与传热特性.首先建立了管内流体的一维多相流动与传热模型,并利用差分法对该模型进行求解,计算结果与现有文献数据吻合较好.分析了稳态条件下,集热器出口流体工质参数受太阳辐射强度、流体质量流量、人口温度和入口压力的影响规律.在动态分析中,研究了辐射强度变化所导致的出口参数变化特性.从阶跃响应和脉冲响应的分析中得出,虽然热惯性存在,但短期的辐射强度波动对出口温度仍有较大影响,但对出口压力的影响较小.辐射波动将对一次直通DSG系统出口温度产生很大波动.     

被动式太阳房集热部件优化选型及集热面积简易计算方法探讨

本文在对内蒙古被动式太阳房中三种常用集热部件进行稳态传热分析的基础上,绘制了不同气象条件下的集热部件效率曲线。通过分析这些效率曲线可知：在总辐射强度和室外气温都很低时,附加阳光间式太阳房的效率最高;当总辐射强度较高时,有通风孔的实体墙式太阳房效率最高;效率最低的是无通风孔的实体墙式太阳房。本文最后通过一算例进一步阐述了效率曲线在被动式太阳房热工设计中的具体应用。     

槽式太阳能集热技术用于稠油开采的实验研究

基于太阳能热发电系统中的集热技术,提出将太阳能集热技术用于稠油开采系统的方法,解决常规稠油开采技术中存在的能耗大问题.建立了槽式太阳能集热技术直接产生蒸汽(DSG)稠油开采集成系统,降低油田燃气锅妒的耗气量,在提高稠油开采率的同时降低开采过程中的耗能.针对我国稠油资源分布及开采技术的现状,对DSG系统的控制技术等方面进行了研究.在对槽式太阳能集热技术用于稠油开采可行性及市场分析的基础上,对槽式集热的关键技术发展提出了建议.     

槽式太阳能聚光集热系统在不同跟踪模式下的对比

根据合肥地区的实测气象数据,采用数值模拟和实验分析相结合的方法,对槽式太阳能聚光集热系统在春、夏、秋、冬4个典型工况下的3种不同跟踪模式(二维跟踪、东西向跟踪和南北向跟踪)的性能进行研究和分析。结果显示:采用东西向跟踪时,系统的集热性能主要受一年四季太阳位置的变化以及太阳辐照强度的影响,夏季时系统集热效率最大,达到0.351,冬季最小,降至0.196;而采用南北向跟踪和二维跟踪时,系统的集热性能主要受太阳辐照强度的影响,其中,南北跟踪时系统效率为0.300～0.312,二维跟踪时系统效率为0.347～0.363。     

槽式太阳能集热器中萘热虹吸管启动特性的研究

对槽式太阳能集热器中萘热虹吸管的启动特性进行了理论分析,并对萘热虹吸管在不同受热方式、不同倾角和不同充液率下的启动特性进行了试验研究,同时对4°倾角、半周向受热方式下的启动特性进行了试验与理论计算的对比.结果表明:萘热虹吸管在较小工作倾角、半周向受热方式下能正常启动和稳定运行;受热方式对萘热虹吸管启动特性的影响不大;充液率对冷凝段开始启动的时间有一定的影响,充液率越小,开始启动所需的时间越短;冷凝段转折温度的试验值稍低于理论计算值,启动过程与理论分析过程基本一致.     

太阳能槽式聚光集热系统的热效率研究

在对槽式聚光集热系统进行热力学分析的基础上,建立了槽式聚光集热系统的数学模型.通过与实验结果对比,证明了该模型的正确性.根据此模型分别计算分析了多种因素对聚光系统加热黑铜管和全玻璃真空管热效率的影响,指出了提高镜面反射率、减小热损失和提高吸收体导热系数是提高效率的有效途径.为槽式聚光系统在中高温的有效利用提供理论依据和参考.     

DSG太阳能槽式集热器聚光特性模拟

在槽式集热器光学理论的基础上,以DSG太阳能槽式真空集热器为研究对象,建立DSG集热器模型,并运用蒙特卡罗光线追踪法进行辐射计算及分析.通过研究集热器几何聚光比和边界角对集热器吸热管表面圆周方向热流密度分布的影响,获取了集热器的聚光特性.结果表明：计算结果与文献数据吻合良好;随着几何聚光比的增大,吸热管表面圆周方向的热流密度分布趋势不变,数值相应增大;随着集热器边界角的减小,热流密度的最大值增大,热流密度的分布曲线向圆周角-90°方向偏移相应的角度.     

Performance Enhancement of Parabolic Trough Collector by Using Homogenizer and Spiral

In conventional parabolic trough collectors(PTCs),sunlight is concentrated at the bottom of the absorber tube,resulting in a significant circumferential temperature gradient across the absorber tube,heat loss and thermal deformation,which affects the safety and thermal performance of PTCs.In this study,a new receiver with homogenizer and spiral(RHS)is proposed,achieving the optical and thermal synergy to ameliorate the thermal deformation of the absorber tube and enhance thermal efficiency.A plane structure homogenizer is designed to improve uniformity of the concentrated solar flux of absorber tube through second reflection.In combination with the spiral,it improves the optical-thermal efficiency of the PTC by enhancing heat exchange between the fluid and the backlight side of the absorber tube.The performance of the collector is numerically studied by building a three-dimensional coupled light-thermal-structure model.The results show that the thermal deformation of the RHS is reduced by more than 96％and the optical-thermal efficiency is improved by 1.2％-0.63％compared with conventional receivers(CRs)under the same inlet temperature conditions.The proposed receiver is validated to be effective in reducing thermal deformation and improving optical-thermal efficiency.     

浅析太阳能光热发电技术的发展

介绍了太阳能光热发电的工作原理及系统的基本组成形式:槽式、塔式、碟式,并简要介绍了国内外光热发电技术的发展历程及前景.     

DSG太阳能槽式集热器的热性能研究

采用数值计算的方法分别对稳态条件下直接产生蒸汽(DSG)太阳能槽式集热管中单相水区、饱和相区和干蒸汽相区的吸收管温度沿周向的分布进行了研究,在此基础上建立了集热器热损模型,并分析了流体温度、质量流量及工作压力对集热管中不同相区热损的影响.结果表明:影响集热器热损的关键因素是流体温度,随着流体与环境温差的增大,集热管中各相区的热损增加;流体的质量流量和工作压力对集热器热损的影响不大.     

Organic Rankine Cycle coupling with a Parabolic Trough Solar Power Plant for cogeneration and industrial processes

Over the last 25 years solar power plants based on parabolic trough concentrators have been developed for the commercial power industry. On the other hand, in recent years, a way to harness the solar energy is to cogenerate through Concentrated Solar Power (CSP) technology coupled to an Organic Rankine Cycle (ORC) with potential applications to industrial processes. In this work we present a study of a small CSP plant coupled to an ORC with a novel configuration since useful energy is directly used to feed the power block and to charge the thermal storage. In order to analyze this novel configuration we consider a case study with cogeneration applied to textile industrial process at medium temperature. It turns out that this configuration reduces the size of the thermal storage disposal. The performance of the solar power plant was simulated with TRNSYS to emulate real operating conditions. We show the design, study and simulation results, including the production and efficiency curves for our load profile. Our results show that our system is a promising option for applications to medium temperature processes where electrical and heat generation is required.     

复合抛物面太阳能集热器热性能分析

对真空管式复合抛物面太阳能集热器的传热模型进行了分析,在总热损失系数、效率因子、热迁移因子和瞬时效率表达式的基础上,建立了有盖板带翅片的复合抛物面集热器性能预测模型,并对有盖板和无盖板两种类型接收器的集热器进行了瞬时效率的对比计算.结果表明：当集热介质与外界环境间温差较小时,在相同辐射强度的情况下,有盖板带翅片的复合抛物面集热器的集热效率反而比无盖板的复合抛物面集热器的集热效率低;而当集热介质与外界环境温差增加到一定程度时,有盖板带翅片的复合抛物面集热器显示了其集热效率高的优点.     

Simulating the Performance of Solar Water Heating Systems

This paper presents a software for simulating the thermal performance of solar water heating systems. The implemented model computes the energy balance in the hot water storage tank in each time step along a simulation interval. Its input data are values from a typical meteorological year of a chosen location and the hot water load. The system components are the hot water storage tank and the solar collector. Firstly, the validation of the model is presented and then four solar water heating systems are simulated in four different cities along one year. The storage tank water hourly temperatures were obtained for a typical meteorological year and those values were compared with the values obtained by the widespread TRNSYS simulation software. The results obtained from this comparison were satisfactory.     

太阳能供暖系统设计浅议

分析探讨太阳能采暖系统的原理及设计原则、技巧,旨在进一步调高太阳能采暖的设计研究,并有效的结合自然条件,推广这种节能设计的应用。