太阳能烟囱发电技术

叙述了太阳能烟囱发电技术的产生背景,介绍了太阳能烟囱发电技术原理、能量转化过程及效率,指出,太阳能烟囱发电所需投资相对较低,是一项很有发展前景的发电技术。     

集热栅对太阳能烟囱发电系统效率的影响

采用计算流体动力学（CFD）方法对太阳能烟囱发电装置进行数值模拟，得到装置内部的温度场、速度场、压力场等分布情况。对集热棚的各种几何和物理参数进行研究和分析。结果表明，集热棚直径、太阳辐照强度、覆盖材料的透明度等诸多参数对系统效率有直接而重要的影响。     

烟囱性状对太阳能烟囱发电系统效率的影响

采用计算流体动力学（CFD）方法分析了烟囱对太阳能烟囱发电系统效率的影响。通过对烟囱高度、烟囱形状、烟囱内表面粗糙度和温度对系统的影响分析表明：在其它条件不变的情况下,烟囱高度和直径对系统效率影响最为显著,其次是形状,最后是烟囱内表面粗糙度和温度。     

太阳能烟囱与垂直轴风机耦合发电可行性分析

通过分析太阳能烟囱热气流发电和垂直轴风力机发电的技术及特点,提出了太阳能热气流烟囱与垂直轴风力机耦合发电的方法。对风力机—太阳能热气流烟囱互补发电系统的可行性进行了分析。互补发电的功率输出持续、稳定,具有大规模并网的良好条件,是实现太阳能与风能综合利用的有效途径。     

利用太阳能烟囱抽取地下水的技术

提出了在我国西部水资源紧缺地区建造中小规模太阳能烟囱，直接推动抽水泵抽取地下水，提供饮用水源和绿化灌溉水源的方案。给出了利用太阳能烟囱驱动活塞泵抽取地下水的模型设计，并对10kW规模的太阳能烟囱抽取地下水的实例进行了分析。     

太阳能烟囱发电装置的CFD模拟

用Fluent软件对太阳能烟囱发电装置内的气流进行了数值模拟，获得了太阳能烟囱发电装置内气流流速、温度等分布，并将温度场模拟计算值和试验检测值进行了比较。结果表明：气流在集热棚中从四周向中部汇流是一个加速的过程；从地面到烟囱，随着高度的增加温度呈递减分布。温度分布模拟与试验检测结果的规律基本相似。但由于进行了稳态假设，也存在一定差别。数值模拟结果以集热棚中心呈对称分布。然而，由于集热棚南部接收的太阳辐射大于北部，在试验检测中南边的温度明显高于北边的温度，温度的峰值向南边偏移，呈不对称分布。     

太阳能烟囱发电技术现状及展望

寻求清洁的可再生能源是全世界的研究热点之一，太阳能发电技术将是最有发展前途的新能源技术。介绍了太阳能烟囱发电技术产生的背景，太阳能烟囱发电技术原理，太阳能烟囱发电的特点，世界各国太阳能烟囱发电技术的研究进展以及发展现状和前景。     

集热棚对太阳能烟囱发电系统效率的影响

采用计算流体动力学(CFD)方法对太阳能烟囱发电装置进行数值模拟,得到装置内部的温度场、速度场、压力场等分布情况.对集热棚的各种几何和物理参数进行研究和分析.结果表明,集热棚直径、太阳辐照强度、覆盖材料的透明度等诸多参数对系统效率有直接而重要的影响.     

斜面式太阳能烟囱发电分析

大力开发和应用太阳能,是当今许多国家极为关注的课题,节能技术的研究也是我国能源政策的重要组成部分。利用太阳能不仅可以在节能方面有很大益处,而且在减轻环境污染方面也很有意义。本文主要就太阳能烟囱发电技术的产生背景,研究现状和发展,太阳能烟囱发电技术原理,太阳能烟囱发电技术的特点进行介绍。并对太阳能烟囱发电技术进行设计及相应的数据分析。     

太阳能烟囱发电系统研究进展

太阳能烟囱发电技术逐渐引起国内专家学者的注意。对其各部分及总体性能的模拟和计算将成为下一步研究的重点。简要概括了国内外的研究现状，总结了太阳能烟囱发电性能研究的历程和国内外学者主要研究方法及成果，为下一步研究工作提出思考和建议。     

太阳能热气流发电系统的热力性能分析

对太阳能热气流发电系统的热力学性能进行了分析,建立了系统的热力学循环,进一步分析了系统的实际循环效率和理想循环效率,对不同规模的太阳能热气流发电系统的热力学特性进行了计算比较。结果表明:大规模太阳能热气流发电系统相应的标准布雷顿循环效率、理想循环效率以及实际循环效率分别为35%,10%～25%和0.9%～2.0%。分析结果为太阳能热气流发电技术的设计与商业应用提供了理论参考。     

太阳能烟囱发电系统非稳态传热问题及性能分析

建立了包含蓄热层的太阳能烟囱发电系统非稳态传热数学模型,研究了集热系统特性和蓄热层的增温效应,结果表明:蓄热层表面温度、气流温度、集热棚板温度相互影响,随时间有较大波动;气流温升主要发生在气流入口至集热棚半径1/3处,蓄热层表面温度沿径向逐渐升高,在集热棚出口段有明显下降;集热棚板、蓄热层底部及四周是系统热量损失的主要地方;系统运行非稳定期,在没有太阳辐射时,深层蓄热层不参与向气流放热过程,而是继续从浅层蓄热层吸热,浅层蓄热层贮存的热量并不全向气流传递。系统运行平稳期,蓄热层底层的温度趋于定值;理论发电功率的变化趋势与气流温度随时间变化趋势一致。     

太阳能热风发电系统能量流的数值分析

根据太阳能热风发电系统的工作特点,建立其数值分析模型,对系统的能量流进行分析.以西班牙原型电厂为例进行数值模拟,探索太阳辐射强度和环境温度对系统性能的影响.将数值计算和西班牙试验数据进行了比较,结果具有良好的一致性.预测出太阳光辐射强度及环境温度和太阳能热风发电系统集热器进出口温差及由集热器出口到烟囱进口的系统转换段压差的影响关系.为太阳能热风发电系统的设计提供技术支持.     

太阳能热风发电技术应用于宁夏地区的研究

构建了一座太阳能热风发电站，运用一种简化分析方法对其性能进行了预测，并针对宁夏地区的气候特点，对其在银川、平罗和贺兰三个地区的应用可行性做了分析。该太阳能热风发电站集热面直径500m，太阳能烟囱高200m，直径10m，发电能力主要与烟囱高度、集热面面积、环境温度、辐射强度以及风力涡轮效率等有关。对以上三个地区的分析表明，一年内该电站月平均发电功率大约110～190kW，能为附近村庄提供电力，热风集热器还可用作农用大棚，为促进农业生产发挥积极作用。     

太阳烟囱发电系统及其固有的热力学不完善性分析

简述了太阳烟囱发电系统的工作原理，指出根据浮力产生的压强差的不同计算方法将得到不同的性能评价。基于这种发电系统的创始人Schliach给出的一个30MW的算例，计算了太阳集热棚和烟囱组合的第一定律效率及集热棚和烟囱各自的第二定律效率。说明太阳烟囱发电技术实质上是太阳热发电，受热力学定律的制约。虽然太阳集热棚的效率相当高，但其第二定律效极低，比第一定律效率低一个量级。由于作为热发电系统热源的热空气的温度很低，这就导致了即使在理想的条件下系统的发电效率也较难大于1％     

太阳能烟囱发电和海水淡化综合系统的初步研究

提出了太阳能烟囱海水淡化及热风发电综合系统。以天津地区的气候条件为准,估算出此系统每平方米集热棚面积可年产1.0kWh的电量和0.74t的淡水。对建立的小型冷凝实验验证系统中的冷空气风速、冷凝水产量及温度场进行了测量,给出了高浓度不凝气体—水蒸气间壁冷凝换热的水蒸气冷凝速率模型和理论风速计算公式,用来关联不凝气体浓度、温度等对冷凝换热的影响,为将来综合系统的优化提供理论依据。并根据实验数据对冷凝系统进行了初步设计。     

太阳能烟囱综合利用海水系统的初步研究

针对目前太阳能海水淡化技术和太阳能烟囱发电技术在经济或技术上存在的问题,提出了太阳能烟囱综合利用海水系统,在利用太阳能烟囱进行海水淡化的同时,以制取的淡水进行水力发电。首先以天津汉沽地区的气象数据对综合系统的性能进行了初步估算;其次建立并优化小型实验系统,获取不同冷凝方式的实验结果。通过实验与理论估算结果的对比来分析该综合系统的理论和经济可行性。理论和实验研究结果表明:采用间壁冷凝换热方式,所提出的综合设计方案具有可行性,并同时推动太阳能烟囱技术和海水淡化技术的发展。     

振荡水柱波浪能发电装置中负载电路对其性能的影响

基于振荡水柱装置空气透平发电机组的结构,建立振荡水柱装置空气透平发电机组的数学模型。通过试验测试和计算机模拟,研究负载电路对振荡水柱装置发电性能的影响。结果表明,惯性系数越大,输出电流的波动性越小。通过改变转动惯量或电阻可降低输出电流的波动性,从而降低输出电流对蓄电池的冲击;然而增加电阻会降低输出功率。此外,结果表明,加入合适的电感既可改善输出电流的波动性,也可提升输出功率。     

不同辐射模型对太阳能烟囱数值模拟影响研究

以太阳能烟囱发电（SCPP）系统为研究对象,比较定热流密度、离散纵坐标（DO）辐射模型、表面对表面（S2S）辐射模型对SCPP温度、速度等性能模拟结果,将3种模型模拟结果与试验数据对比,选择更合适的辐射模型应用于SCPP数值模拟。结果表明,S2S辐射模型集热棚出口流体最大速度比定热流密度和DO辐射模型分别高0.13、0.36 m/s;S2S辐射模型沿烟囱入口流体最大湍流黏度比定热流密度和DO辐射模型分别高16.87%、8.44%;定热流密度、DO辐射模型、S2S辐射模型沿集热棚半径流体温度与试验结果的误差分别为3.09%、0.98%、10.14%。DO辐射模型更适合SCPP系统的数值模拟计算。     

ACCURATE UPPER BOUND EFFICIENCY FOR SOLAR THERMAL POWER GENERATION

A class of accurate upper bounds for the efficiency of converting solar energy into work was derived in this paper by taking into account (i) the irreversibilities associated with the heat transfer inside the heat engine and (ii) details about the system considered, as the geometric (view) factor of the Sun, the dilution factors of solar and ambient radiation and the optical properties of the converter (concentration ratio, absorptance, reflectance and transmittance for both transparent cover and absorber), A simpler (but less accurate) upper bound efficiency is: where T _s, and T₀ are Sun and ambient temperatures, respectively. This upper bound is still more accurate than the upper limit efficiencies usually cited in literature.