碟式太阳能聚光器三维气动力特性数值模拟

抗风能力是碟式太阳能聚光器设计制造的重要性能指标,针对大型整圆反射面碟式太阳能聚光器建立基于恒定风速条件下的三维风载仿真计算模型;以聚光器运转时的不同高度角和方位角工况分析聚光器风载作用下的流场。通过计算聚光器的平均风力系数和风力矩系数,研究聚光器在不同工作角度的气动力特性以及变化规律。该研究对开发设计碟式太阳能聚光器、优化聚光器的避风控制策略具有重要的参考意义。     

碟式聚光器卸风载数值研究

文章以太阳能热电系统中的碟式聚光器为研究对象,使用ANSYS CFX 14.0仿真软件,采用SST k-ω湍流模型,该模型比例为1∶1,对蝶式聚光器开缝卸风载的特性进行数值仿真。首次提出了开缝面积比和卸载率两个参数,并计算了不同风速、俯仰角、开缝面积比以及开缝位置情况下,单环缝、等缝宽多环缝以及等面积多环缝的卸风载效果。研究结果表明:当俯仰角为57.5°时,无缝蝶式聚光器所受到的风载最大,而开缝能够有效地降低风载;当开缝面积比为3%,且开缝位置位于碟盘开口半径1/3处时,等面积多环缝的卸风载效果最优。     

25kW碟式太阳能接收器数值模拟

利用商业软件ANSYS Fluent 15.0对齐耀动力自主研发的接收器结构进行三维稳态数值模拟,分析其在不同开口直径和不同腔内深度时,对流热损失和辐射热损失的相对大小。结果表明:对流损失和辐射损失随着开口直径的增大而增大,随着腔内深度的增大而减小,开口直径对热损失的影响较腔内深度大。     

碟式太阳能聚光器跟踪系统研究(上)

介绍了太阳能热发电系统中太阳能聚光器跟踪系统的跟踪控制方式、控制结构及其研究动态,探讨了碟式太阳能聚光器跟踪系统的研究关键,对研究开发碟式太阳能热发电系统具有积极意义。     

碟式太阳能聚光器跟踪系统研究（下）

开、闭环相结合的混合控制结构结合了开、闭环的优点,克服了两者的缺点,能得到最佳的控制效果。在一般无云的情况下使用闭环的传感器跟踪,但当云遮挡太阳时,立即变为开环跟踪,直到云过后再重新使用闭环跟踪。     

侧风对太阳能增强型冷却塔排热量影响的数值模拟与分析

以一种新型空气冷却系统——太阳能增强型冷却塔为研究对象,通过数值模拟,研究侧风风速对其内部空气动力场、速度场和冷却性能的影响,并与自然通风干式冷却塔进行对比分析,同时对3种典型防风装置及其耦合方式的防风效果进行研究。结果表明:低风速下太阳能增强型冷却塔对侧风的敏感程度低于自然通风干式冷却塔,当风速超过7 m/s后则反之;导流板和挡风板在不同的侧风条件下各具优势;综合考虑导流板与120°分布挡风板的耦合方式是最为有效的防风措施,排热量最大可提高10.6%。     

碟式太阳能聚光器风载荷系数影响因素研究——基于模糊灰色关联分析法

为了深入分析高度角、方位角、镜面间隙尺寸等因素对碟式太阳能聚光器风载荷系数的影响程度,基于模糊灰色关联分析理论,建立碟式太阳能聚光器风载荷系数的模糊灰色关联分析模型,运用Fluent 14.0软件,结合Realizable k-ε湍流模型对其风载荷系数进行模拟,并对相关影响因素进行合理分析.模拟结果表明:高度角对阻力系...     

太阳能聚光器

采用萤光体的太阳能聚光器主要由含萤光体的透明平板构成。它不但能收集所有方向入射到该平板上的光,从而不用配备跟踪装置。而且由于萤光体聚光器能改变某些范围内入射光的波长,并进行聚光,从而扩展了太阳能应用领域。聚光原理萤光聚光器一般由含萤光体的PMMA(聚甲基丙烯酸酯)平板构成,如图1所示。当光入射到聚光器上时,和萤光体的吸收波长一致的入射光被吸收,     

环境风对燃气轮机通风系统影响的数值模拟研究

工业燃气轮机在全封闭的箱装体中运行时,需要设置通风系统。当外界环境风速较高时,会对通风系统的进口和出口条件造成影响,进而影响燃气轮机通风系统的整体性能。本文以某型燃气轮机通风系统为研究对象,采用数值模拟方法,研究不同风速(0.5～55.2 m/s)和风向(顺风、逆风、侧风)对通风性能的影响,并与现场实际测得的数据进行对比,验证数值模拟方法的准确性。通过分析不同风况下的结果发现,当机组侧向来风时对通风性能的影响较大。对此的解决方案为将迎风一侧的排风口封死,使通风系统单侧排风。计算结果表明：这种方案可保证通风系统在7级风以上情况下以额定工况的76%继续工作。     

碟式光热太阳能电站聚光器利用率分析

采用光线追迹法,建立矩形阵列布置下碟式光热太阳能电站聚光器任意时刻空间状态数学模型和聚光器利用率动态模型,通过算例验证模型的正确性,分析阵列中任意聚光器不同时刻的采光遮挡特性,探讨布置参数对聚光器利用率的影响。结果表明:电站阵列布置夹角和布置间距是影响聚光器利用率的主要因素,布置夹角的取值对聚光器利用率影响显著,增大布置间距只能在一定程度上提高聚光器的利用率,且利用率随间距的进一步增大其效果趋于不明显。     

二次反射碟式太阳能系统光热模拟研究

为了改善碟式太阳能聚光器系统的机械损耗问题,基于蒙特卡洛法,利用Matlab软件编程,设计了一套旋转抛物面镜与旋转双曲面上半支镜结合的二次反射碟式太阳能系统,系统抛物面镜开口直径Dp为6.93 m,边缘角edge为120°,焦距f为1 m,两镜中心点相距0.64 m,抛物面镜挖孔半径R为0.1 m,吸热器半径r为0.05 m。通过蒙特卡洛光线追踪和主副函数结合的方法对二次反射、二次镜尺寸、一二次镜相对位置和吸热器角度的模拟结果进行分析。     

基于渐进结构优化法的碟式聚光器轻量化研究

采用多层次的优化策略,提出一种碟式太阳能聚光器桁架结构的优化设计方法。首先,基于渐进结构优化方法(ESO)建立聚光器机架的拓扑优化模型,针对拓扑优化中的棋盘格问题给出一种过滤消除方法。其次,根据机架结构的拓扑优化结果,提出一种桁架拓扑结构的特征线提取方法,将拓扑优化结果转换为可供截面优化的线单元。最后,对聚光器中桁架结构的截面尺寸进行优化。以38 kW碟式-斯特林太阳能发电系统为例,面向工程制造桁架结构开展轻量化优化设计。结果表明,自重下单件新型桁架和原有桁架的最大变形相同时,重量减轻了34.4%,优化策略为面向工程制造的桁架结构设计提供了新思路。     

碟式太阳能光热转化单元热损失数值分析

以某碟式太阳能光热转化单元为例,基于集热器尺寸误差、几何结构和运行工况参数,建立了碟式太阳能光热转化单元热损失以及热效率数学模型,开展了碟式太阳能光热转化单元热损失及热效率的定性分析和定量计算。结果表明:各种热损失中,聚光器光学损失Qopt、吸热器再辐射热损失Qrad、反射热损失Qref占总损失的比例相对较大,光学损失Qopt最为显著,达到为58.27%;集热器光学误差δ、采光口直径Dap是影响光热转化单元热损失及热效率的关键因素;降低光学误差δ,减小集热器采光口直径Dap,可有效降低单元热损失值,提高热效率。     

槽式太阳能聚光器研究进展

介绍槽式太阳能聚光器的结构和工作原理;阐述槽式太阳能聚光器国内外研究历史、现状,并对不同技术做出点评;分析槽式聚光器的研发关键点,并对槽式太阳能聚光器的技术发展趋势进行分析预测。     

新型高效太阳能聚光器

一种反射阳光用来发电的新型抛物面盘,最近在桑迪亚国立实验室的测试中显示出高效率。这种抛物面和其它太阳热能系统的设计相比,是一种更轻便、更经济、更有希望的部件。 Solar Kinetics有限公司在桑迪亚和达拉斯的     

碟式斯特林太阳能发电系统研究

设计了斯特林太阳能发电系统,构建了斯特林系统模型,并以此模型进行了发电系统仿真研究,结果表明,太阳能发电系统的发电效率变化处于持续平稳状态,而输出功率则与太阳直射强度变化状态相类似;系统热端温度基于太阳直射强度变大且超出设定值状态时,开启充气阀,则工质循环压力上升,而发动机转速不变时,发动机热端温度则呈现下降趋势;短时...     

太阳能聚光器技术性能指标的理论研究

目前,我国对聚光集热器的测试尚未有统一的技术指标。本文提出用标称功率、标称最高温度、平均温度、光机效率、镜面平均贡献及聚光度等六项指标,作为评价聚光器性能的基本指标,并通过焦面能量密度分析对这六项指标进行测定。 这种焦面能量分析法不受任何不确定因素的影响,能直接测出聚光器焦平面上的能量密度分布,是测试聚光器主要性能指标较理想的方法。 根据这一方法研制的焦面能量分析仪,可用于聚光器综合参数的测试。     

基于碟式聚光的太阳能盘管吸热试验与模拟

为开发适合太阳能布雷顿循环的压缩空气吸热器,利用碟式聚光系统,在实际太阳辐射下研究盘管式空气吸热器运行特性。试验表明,压缩空气出口温度可达800℃以上,最高热效率达到61.2%,最大吸热功率为30.6 kW。利用Fluent建立吸热器的三维稳态模型,获得吸热器内的温度分布,指出减小采光孔尺寸,可大幅降低吸热器的辐射和对流损失,将吸热效率从56.8%提高到75.8%。建立吸热器的一维瞬态模型,阐明实际太阳辐射波动条件下吸热器的瞬态运行特性,模拟结果与试验结果的最大平均相对误差为10.7%,结果可为太阳能布雷顿循环系统的高温气体吸热器的设计与运行提供重要参考。     

碟式聚光器的月光聚光比分布计算模型

碟式聚光器和塔式聚光器均是点聚光系统,为了用月光法间接测量塔式聚光系统的聚光比分布,适宜用聚光稳定的碟式聚光器研究不同月相的光源亮度分布对聚光比分布的影响。主要建立月光下碟式聚光器的聚光比分布计算模型,首先依据拍摄的月相灰度图像建立分块均匀的光源亮度分布模型,再基于三维激光扫描点云数据生成准确的反射镜面形;在光线追迹过程中均匀采样镜面上的反射点,且考虑聚光器的跟踪误差;镜面的光学误差与光源的亮度分布合并为等效的光源亮度分布。模拟聚光比分布与实验聚光比分布的余弦相似度α>95%,光学模型准确性高。