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.     

槽式太阳能聚光集热技术

详细讨论了槽式太阳能聚光集热技术的最新进展,对不同聚光集热器支撑机构进行了对比分析.结果表明,EUROTROUGH聚光器的支撑机构性能最优.此外,还对抛物面聚光镜和主要的槽式太阳能集热管技术进行了讨论分析.     

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。     

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.     

一种小槽聚光——真空管集热整体封装式太阳能集热器性能研究

提出了一种小槽聚光-真空管集热整体封装式太阳能集热器,该集热器具有冬季集热温度高、跟踪要求低和易于与建筑结合等优点;介绍了其结构及工作原理,对其聚光性能进行了光学仿真,给出了最大聚光角范围;对其集热性能进行了实验研究,给出了在冬季使用时的温升曲线。结果表明,该太阳能集热器在冬季环境温度为-10℃时,运行温度可达到60℃左右,效率达到40%,能满足一般用户热水或供暖的需求,具有较广阔的市场前景。     

槽式均匀聚光系统设计及分析

为提高槽式聚光系统的聚光均匀性,提出一种槽式均匀聚光系统,建立了该系统反射聚光器模型,并对其聚光效果进行了分析.对系统的几何参数分析表明,随着反射镜面数量的增加其宽度在逐渐减小而其倾角却在逐渐增加,系统最大几何聚光比随系统的几何高宽比δ增大而增加.利用蒙特卡罗光线追迹方法对该聚光器的聚光效果进行模拟,结果表明该系统的聚光均匀性明显优于传统的槽式聚光器聚光效果,能够满足设计需求.     

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.     

基于槽式聚光反射装置的太阳集热器件性能实验研究

利用槽式太阳能聚光反射装置,对两种太阳能真空管集热器和CHAPS平板集热器进行了以水为流动工质的性能试验,实测系统热效率及温度.对真空管进行了为N2流动工质的实验.实验表明,以水为工质时,采用聚光式太阳能真空管及CHAPS平板集热器,系统具有较好的热转换效率,达70%～80%.当水流量低于0.0046kg/s时,水容易加热至沸腾状态.用真空管对N2进行加热,可使气体温度达450～500℃,但加热气体时的热效率较低,在32%以下.     

基于槽式聚光的光热反应与集热协同实验研究

设计一种全光谱太阳能分级分质利用系统进行光热协同反应与集热一体化实验研究。该系统通过光热协同催化材料将太阳光中紫外及部分可见波段光的能量转化为化学能进行储存,并利用系统中的集热材料将太阳光中部分可见及红外波段的光能转化为热能进行储存,从而实现对全光谱太阳能的综合利用。实验以光热协同分解水制氢为目标反应,利用导热油进行集热。结果表明,在反应材料表面温度为414 ℃的条件下,氢气产量为15.65 μmol/g,系统集热效率可达43.61%。     

单晶硅太阳电池在槽式聚光与普通光照条件下伏安特性的对比研究

为进一步对开发聚光热电联供系统提供依据与指导,在槽式聚光器中,设计了槽式单晶硅太阳能电池热电联供测试系统,并在太阳聚光条件下对单晶硅太阳电池进行了伏安特性的测试.测试结果表明,普通单晶硅太阳能电池在聚光10倍左右的情况下,开路电压变化不大,开路电流放大了4.1倍左右,伏安特性曲线基本满足线性关系.     

太阳能集热真空管热损失的试验研究

根据热平衡原理,利用电加热作为输入热源,比照沸石吸附剂的脱附温度,设计并建立了太阳能集热真空管的热损失测试实验台。对4种相同规格、不同真空度的太阳能真空管在不同吸附床温度区间,尤其在吸附剂高温脱附温度区的热损失进行了测试。结果表明:真空度在10~(-5)～10~(-3)Pa的真空管,每单位温差的热损失差别极小,且随温度变化不大;而真空度在10~(-3)～10~(-1)Pa的真空管,每单位温差的热损失增加幅度很大,大于670%;真空度在2×10~(-1)Pa以下的真空管热损失最大,单位温差的热损失和管内温度呈近似线性增长的关系。     

全玻璃真空管太阳能空气集热器热性能试验方法研究

全玻璃真空管空气集热器是一种热损较小的太阳能空气加热装置,该文对该类集热器热评价方法进行了研究,并对集热器的时间常数,热延迟常数,角系数修正因子及瞬时热效率的实验方法进行了初步的实验研究,研究表明,用热延迟常数比时间常数能更好地反映真空管集热器的性性能,真空管集热器的角系修正因子在垂直入射时最小。     

带有平面反射板的全玻璃真空集热管表面能流分析

本文用解析方法对带平面反射板的单根太阳能真空集热管表面辐射流分布进行了分析，并得出了相应的结果。太阳直射辐射和散射辐射直接或通过反光板间接散布在真空管吸热体表面。为能更清楚地理解辐射的物理过程，在文中对不同辐射成分，不同反射方式分别进行了分析计算。     

南立面圆柱吸热体真空集热管能量收益

对北纬40°南立面横置和竖置及倾角与纬度相同朝南放置南北轴向三种不同放置方式单位长度圆柱吸热体真空集热管的日能量收益及其年能量收益变化进行研究。结果表明,南立面上横置与竖置的圆柱吸热面真空集热管不论是日能量收益还是年能量收益都小于倾角为40°朝南放置南北轴向的情形,特别是夏季能量收益明显要低。夏季南立面单支横置管比竖置管的日能量收益明显要高。利用南立面太阳能资源的最佳安放方式为横置真空管。     

真空集热型太阳能固体吸附式制冷的理论研究

为提高太阳能吸附制冷系统的集热性能。提出了采用真空集热管式吸附床的太阳能固体吸附制冷系统,并对选择吸收式和直接吸热式的真空集热制冷系统分别进行了理论分析与计算模拟。这两种系统均具有较高的制冷性能,前者宜以沸石-水为制冷工质对,而后者则宜采用活性碳-甲醇工质对。分析了工作参数对这两种真空集热型制冷系统的影响,并对系统结构进行了优化研究。     

全玻璃真空太阳集热管真空度测量及残气分析

全玻璃真空太阳集热管是接收太阳光能并转化为热能的关键部件。将集热管开管装置与四极质谱定量分析系统相连接,对新生产的、生产后存放一段时间的以及正常使用12a的全玻璃真空太阳集热管进行开管实验分析。计算、分析了集热管中的真空度以及残余气体成份,并对残余气体来源进行了分析。     

东西轴向横置真空集热管内不同形状吸热体能量收益的研究

在实验测定真空集热管内不同形状吸热体表面相对太阳辐照度和涂层太阳吸收率随光线入射角变化的基础上,分析研究了玻璃罩管内平面、半圆柱和圆柱三种不同形状吸热面的能量收益因子随光线入射角变化的规律。依据晴天辐射模型,对北纬４０°、倾角４０°、朝南放置的三种不同形状吸热面在单支东西轴向横置真空集热管内的日能量收益及其年变化进行了计算和比较。结果表明,半圆柱和圆柱吸热面不论是瞬时能量收益还是年能量收益,相对于平面吸热面,其优越性不如南北轴向斜置的情况。对全年运行具有平面和半圆柱吸热面的真空集热管的最佳倾角也进行了探讨。     

槽式太阳能真空集热管的热损失研究

建立了真空集热管中吸收管与玻璃管之间热辐射和残余气体热对流、玻璃管与外界环境之间热对流和玻璃管对天空热辐射的数学模型,提出了模型的计算方法,并通过和实验数据的比较验证了模型的准确性。同时利用模型分析了几种影响热损失的主要因素,分析结果表明:吸收管温度越高,热损失越大;环境温度越低,风速越大,热损失越大,但影响很小;选择性吸收涂层的发射率是影响热损失的主要因素;真空度对热损失也有很大影响。