上海机械学院太阳能研究所

上海机械学院为了开展太阳能热发电研究,于1975年底成立了太阳能研究小组,1979年成立了太阳能研究所。目前该所太阳能利用研究人员共25人,其中教授1人、副教授1人、讲师3人、工程师2人、其他研究人员13人。近年来,该所除开展太阳能低温热发电的研究外,还在太阳辐射、平板集热器测试、聚光集热器及其测试、空气集热器、跟踪机构、太     

太阳能热发电高温蓄热技术

一前言太阳能热发电技术是除风电以外最有经济竞争力的可再生能源发电技术。太阳能集热器把收集到的太阳辐射能发送至接收器产生热空气或热蒸汽,用传统的电力循环来产生电能,具有技术成熟、发电成本低和容易与化石燃料形成混合发电系统的优点。太阳能高温蓄热技术是太阳能热发电的关键技术。由于太阳辐射强度时刻在变化,太阳能热发电系统在早晚或云遮间隙必须依靠储存的能量维持系     

THE CHARACTERISTIC RESEARCH OF SOLAR ABSORPTIVITY, ENERGYCONVERSION AND HEAT TRANSFER IN FOAM CERAMICS

通过实验测试和数值模拟对太阳辐射能量转换器(solar energy converter)及其填充的泡沫陶瓷辐射吸收特性、气流流动和换热特性进行研究.研究结果表明:应用Lacoix模型建立太阳辐射能量转换器内填充SiC泡沫陶瓷气流流动模型是合理的.在实验条件下,太阳辐射能量转换器出口处流通空气温度可达600.82K,太阳辐射辐射能转换为流通空气热能的效率可达51％;在相同条件下,随着太阳能反射镜的有效辐射面积和辐射强度的增加,太阳辐射能量转换器出口处流通空气温度几乎呈线性增长;随着泡沫陶瓷孔隙率增大,太阳辐射能量转换器出口处流通空气温度先增大后减小.     

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.     

荒漠中的发电站——太阳能烟囱发电站

一前言 太阳能烟囱发电技术是通过集热棚吸取太阳热能使棚内空气温度升高,根据烟囱的原理,在烟囱内将形成强大的气流,利用这股气流形成的风力驱动风机,带动发电机发电。太阳能烟囱发电系统主要由透光的采光大棚、烟囱及风力涡轮机构成,如图1所示。     

圆柱阵列太阳能空气集热器的实验研究

为了提高太阳能空气集热器吸收太阳辐射的能力和换热能力，设计了圆柱阵列太阳能空气集热器及实验台。对圆柱阵列太阳能空气集热器的热性能进行了实验研究，并与同条件下测试的平板集热器的热性能进行比较，效率提高了22％。实验结果可为圆柱阵列太阳能空气集热器的设计提供参考。     

聚光反射器的实验研究

通过模拟优化计算,制作出4种聚光反射器,并进行了真空管空晒测试.把空晒温度及其变化趋势与当天太阳辐射条件的模拟结果进行了比较,新设计的几种非跟踪聚光反射器的集热效果都颇为理想,可应用于低温蒸汽发电、制冷空调和海水淡化等.     

太阳能-空气复合热源热泵热水器的性能模拟与分析

介绍了一种新型太阳能—空气复合热源热泵热水装置(SAS-HPWH)。该装置通过使用独特设计的螺旋翅片蒸发管的平板型集热/蒸发器,可以在不同的天气情况下切换运行太阳能热源热泵模式、太阳能与空气双热源热泵模式和空气源热泵模式,制取生活热水。论文主要针对自行设计的一台150L的SAS-HPWH,建立系统的数学模型,并以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性。模拟结果显示该热水器在不同天气特征情况下可高效率地制造55℃热水。论文还分析了太阳辐射、环境温度以及压缩机的容量对系统特性的影响,提出使用变频压缩机,根据不同的天气情况调节制冷剂流量,进一步提高系统的整体性能。     

太阳能热发电系列文章(4)太阳能热发电技术现状与前景

一简介聚光类太阳能热发电(以下称太阳能热发电),即利用聚光集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环持续发电的技术。20世纪80年代以来,美、以、德、意、俄、澳、西等国相继建立起不同形式     

太阳能集热器性能的模拟

以太阳能直接蒸汽直接发电系统的槽式太阳能集热器为研究对象,在建立其热力学模型的基础上,对集热器的传热与流动性能进行了系统的模拟研究。模拟结果表明:提高工作流体的初始温度,集热器效率反而降低;增加流量可以提高集热器效率;太阳辐射强度越大集热器的效率越大,并且影响较大。     

太阳能热气流发电系统的传热与流动数值分析

建立了集热棚、烟囱以及多孔蓄热层的太阳能热气流发电系统传热与流动数学模型,分析了太阳辐射对蓄热介质的蓄热特性的影响.计算结果表明,在太阳辐射为200～800W/M2的范围内,随着太阳辐射的增强,蓄热介质的蓄热比例先减小后增大;烟囱底部的最小相对压力显著减小,流动速度增大;系统内空气的温升增大,蓄热介质表面的温度也显著升高.     

聚光集热式太阳能热电偶发电技术研究

利用热电偶的热电效应,将热电偶串并联形成发电组件,将其热端采用聚光集热的方法用太阳能集中加热,冷端由空气自然冷却,形成一种新型的太阳能发电方式;初步研究这种太阳能发电方式中热电势与热电偶材料的温度、直径、长度、补偿导线之间的关系。结果表明,这种太阳能发电技术方法简单,设备成本低,有大规模推广前景。     

太阳能被动蒸发用动态热湿气候风洞实验台研制

在传统风洞风速模拟与控制实验技术基础上,通过增加太阳辐射模拟和空气温湿度控制,初步实现对室外自然气候中太阳辐射,风速及温、湿度环境的模拟控制.经过对可视化程序设计的风洞环境测控系统的调试,风洞内4个参数(辐射照度、风速、温度和湿度)各指令值与模拟值的平均偏差分别为-0.6%、 2.9%、 0.7%和-0.7%,此风洞实验台可以用于含湿建筑材料太阳能被动蒸发降温问题的研究.     

隧道式烟囱太阳热风发电系统

太阳热风发电系统的基本原理如图1所示，由3个主要部件构成：底部为太阳能空气加热器（集热棚），中间为太阳能烟囱，烟囱底部布置风力发电机组。太阳辐射加热玻璃屋顶下温室内的空气，致使热空气源源不断流向位于温室中央的太阳能烟囱；烟囱两端空气的温差和压差导致空气沿太阳能烟囱上升产生动能，在烟囱内安装风力透平发电机，产生电能，风最后从烟囱顶部排入大气。其能量流向为太阳光能先变成空气的热能，再转变为风的动能，再转变为风力透平的动能，最后得到电能。     

太阳能热发电定日镜旋转角度算法研究

通过使用太阳的高度角和方位角两个参数,推导出槽式太阳能热发电技术中聚光镜的旋转公式和塔式太阳能热发电技术中定日镜的旋转公式,为后续针对太阳能热发电技术镜场控制的仿真模拟和控制系统的硬件设计提供了基础。     

太阳能光伏并网发电系统仿真研究

太阳能光伏发电是可再生能源利用的一种重要形式。文章通过研究太阳能光伏发电并网系统的特性,建立了由光伏阵列、逆变器、控制器、电网等组成的太阳能光伏并网发电系统数学仿真模型。仿真系统动态模拟了光伏阵列输出、逆变器控制及发电并网等。模拟结果表明,系统较好地实现了安全并网,对实际光伏并网系统的设计具有一定的参考价值。     

太阳能蓄热空气罐供暖系统实验研究

菲涅尔透镜式太阳能集热器具有环保、经济和结构简单等优点。文章利用带有自动跟踪控制系统的小型菲涅尔透镜式太阳能蓄热空气罐对空气进行循环加热,通过观测太阳辐射强度、外界环境温度以及通风管出口温度的变化情况,分析太阳能蓄热空气罐供暖系统的各项性能。分析结果表明:太阳能蓄热空气罐供暖系统集热效率的最大值可以达到60%;通风管出口温度比环境温度约高出50℃。利用太阳能蓄热空气罐供暖系统在冬季进行供暖是可行的。     

应用于聚光发电的复合抛物面聚光系统性能仿真研究

构造了一种新型可应用于太阳能聚光发电的复合抛物面聚光器,根据实际尺寸在SolidWorks软件中建模,利用光学分析软件对其进行了光线追迹分析;研究了随入射偏角的变化,太阳电池接受体上接收入射光的变化情况;通过仿真计算模拟,直观地看到了光束在太阳能电池上所形成的焦斑形状、位置和能量分布随入射偏角的变化趋势。模拟计算结果表明,聚光器有效聚光比约为2.61,在测试范围内随着入射偏角增大太阳能电池表面聚焦光斑强度分布渐趋均匀,结论可为槽式太阳能聚光光伏发电的设计和优化提供参考。     

基于WRF模式的光伏电站选址研究

目前国家太阳能辐射观测气象站较少,光伏选址的区域周边缺少辐射观测资料,部分区域甚至缺乏日照观测资料,在进行光伏电站前期评估时,缺乏进行太阳辐射量的推算、光伏系统的设计、系统配置及发电量计算的依据。采用中尺度数值预报WRF模式进行光伏电站场址区域太阳能总辐射数值模拟试验,输出的逐时辐射和温度资料为光伏电站选址提供了有利的支撑,对光伏发电工程的前期评价有较好的参考价值。     

试验中的塔式太阳能发电站

太阳能发电是太阳能科学研究中的重点项目之一,许多国家都十分重视,投入了大量的人力和物力,发展比较快。太阳能发电可分为太阳光发电和太阳热发电两大类。太阳光发电主要利用太阳电池来实现。太阳热发电是利用集热器把太阳辐射能转变成热能,然后通过发电机来发电。太阳热发电以温度来分,又有低温、中温、高温发电三种。太阳能低温热发电,目前已有数十套装置在非洲、拉丁美洲一些国家运行。太阳能高温发电正处于试验研究阶段,塔式发电是其中的方案之一。塔式发电投资高、技术难度大,比较适用于大、中型太阳能电站。美国、日本等工业发达国家均开展了这方面的研究。各国已建成一批试验电站,目前大