线性菲涅耳太阳能聚光系统

线性菲涅耳聚光反射装置是对连续抛物面聚光镜的一种离散化近似,因由法国工程师Fresnel发明而得名。线性菲涅耳太阳能热发电技术在太阳能热发电系统中非常有用,尤其是在需要安装大面积的镜场时,对成熟的槽式太阳能聚光热发电系统形成强有力的竞争。简要介绍了线性菲涅耳聚光反射装置的技术特点及发展现状。     

超弹性形变线聚焦菲涅尔透镜的变焦性能研究

该文基于棱镜折射理论分析倾斜入射角对菲涅尔透镜焦距变化的影响规律,指明焦距变化的光学原因,提出采用超弹性变形调整焦距的方法,并基于小变形下的线性假设展开理论分析,通过仿真进行验证。结果表明,变形率达到15%时,焦距的伸长率约46.7%,与理论结果相较小于10%,验证了理论模型的正确性。研究结果为超弹性菲涅尔透镜的变形变焦提供了理论依据。     

用于太阳能光电水泵的菲涅耳透镜聚光收集器

报道了具有第二级Ｖ形槽聚光器的玻璃直纹菲涅尔透镜与ＬＧＢＧ高效太阳电池组成的低倍聚光收集器的试验结果。宽度为３０ｍｍ、长度为１．５８ｍ的太阳电池组件，经聚光后峰值功率从７Ｗ增大到４４Ｗ，比常规太阳电池费用减少６０％，系统总费用降低４０％。     

菲涅耳反射式太阳能聚光系统的三运动复合跟踪

提出了线性菲涅耳式太阳能反射聚光系统新的跟踪方式:置于接收器上方的二次聚光器配合镜场平移的同时进行旋转,与平面镜的转动组成三运动复合形式。通过镜场的整体平移减小余弦损失,提高系统整体的聚光集热效率。从理论分析和计算机模拟两个方面对这种三运动复合形式进行的研究发现,三运动系统的总余弦损失在一天中基本不变。对一个24 m2镜场的测试分析表明,在夏季晴天条件下,三运动复合系统的有效能量增加率约为5.8%,每天的能量增益达到38 MJ左右。     

对菲涅耳透镜的工艺改进--塑料透射式太阳能聚光器

180多年前，数学家菲涅耳将平凸透镜拉平．制成了由系列小棱镜构成的平板薄片透镜，这就是著名的“菲涅耳透镜”（见图1）。由于薄而轻，用材少，已在多学科、多领域得到应用，如眼科用薄片透镜、齿科照明灯、灯塔、教学仪器、太阳灶等等。菲涅耳透镜的缺点在于：其一，由于棱镜二面全部为平面，焦点为聚焦斑（如图2甲），聚集比远不如球面透镜高（如图2乙）；     

空间菲涅耳透镜的材料与工艺要求分析

该文根据空间菲涅耳聚光透镜的使用要求和空间环境条件，比较了现有光学材料的性能特点，分析了材料折射率、透镜尖劈尺寸和面形误差对透镜光学的影响，进而对透镜成型和安装工艺提出了要求。     

基于菲涅尔透镜聚光的遮阳伞温差发电系统

为了使太阳能可以得到更加充分的利用,设计了一种应用在大型遮阳伞上的半导体温差发电系统。本设计运用半导体材料的塞贝克效应,利用半导体温差发电片进行发电,通过菲涅尔透镜的聚光作用来为半导体温差发电片的热端加热,采用水冷的方式为其冷端散热,并用蓄电池储存半导体温差发电片所产生的电能。通过实验,得到了菲涅尔透镜与温差发电片的相对布置距离以及冷却水流速对温差发电片输出功率的影响。     

基于三角腔体吸收器的透射式菲涅尔定焦线系统聚光特性分析

为解决线性菲涅尔太阳能集热系统单轴跟踪过程中出现的聚光焦线偏移以及降低系统跟踪能耗等问题,提出一种透射式菲涅尔定焦线太阳能聚光器.该聚光器采用极轴跟踪方式与线性菲涅尔透镜定期滑移调节方式相结合,可实现固定焦线聚光.将该聚光器与三角腔体吸收器所组成的太阳能集热系统,利用基于蒙特卡罗光线追迹法的TracePro光学软件分析...     

非跟踪聚焦型太阳能冷管及其性能研究

该文在提出了真空集热的太阳能冷管的基础上，引入非跟踪聚焦的复合抛物面聚光器(CPC)，以增强冷管吸附床对太阳辐射的吸收，提高单管制冷量与制冷系数。从理论上分析并设计了与太阳能冷管相配的CPC反光板，并对其半接受角、平均反射因子、光学效率和聚焦比等参数之间的关系进行了分析。理论与实验结果表明，CPC反光板与该太阳能冷管结合，可以提高吸附床温度，增加脱附量。与轧花铝的平板型相比，非跟踪聚焦型太阳能冷管的制冷量提高了60～67％，COP提高了16～21％。     

小型菲涅尔定焦线聚光系统关键参数影响特性研究

基于线性菲涅尔透镜聚光特性和极轴式跟踪原理,提出一种采用圆弧腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚光系统。采用蒙特卡洛光线追迹方法与数理统计原理,详细研究太阳赤纬角、太阳时角和腔体内表面吸收率等关键参数对聚光系统光学性能的影响。结果表明,腔体内表面吸收率对光学效率因子的影响最显著,其次为太阳赤纬角、太阳时角。腔体内表面吸收率分别为1.00、0.85、0.75时,系统平均光学效率因子分别为0.950、0.865、0.799。太阳赤纬角对能流均匀性影响最显著,其次为太阳时角、腔体内表面吸收率。在太阳赤纬角分别为0°、8°、16°、23.45°时的平均均匀因子分别为0.507、0.519、0.561、0.612。该系统可减少余弦损失、降低焦线偏移对端部损失的影响。     

具有均匀照度的高倍太阳能聚光器

利用非成像光学方法,设计了适用于聚光光伏系统的高倍聚光器。为了提高电池表面的照度均匀性,在设计中引入匀光器,并综合优化容忍角和光通过率等关键参数。设计完成的带有匀光器的TIR-R(Total Internal Reflection-Refraction)太阳能聚光器,可使电池表面光照最大强度不大于平均值的2倍,容忍角达到1.53°,聚光倍数为1256倍。仿真表明,太阳光发散角可改善光照均匀性,而聚光器材料色散则主要造成容忍角减小。     

蝶式光伏发电聚光器的研制

通过跟踪聚光的方法,增加太阳光伏电池板的光照强度,使得同样数量的光伏电池板产生更多电能,并大幅度降低光伏发电系统的成本。介绍了一种自动跟踪太阳的蝶式光伏发电聚光器及其聚光参数优化过程,在保证聚光器的机械强度时得到了最佳聚光比。     

蓄冷降温式太阳电池组件的实验研究

根据太阳电池温度特性,研究通过工程热物理途径来提高太阳电池光电转换效率的方法,开发出新型蓄冷降温式太阳电池组件,利用夜间大气自然冷量吸收太阳电池热量,降低其工作温度。室外试验于07年10月～08年11月在广州地区进行,测试分析了该组件及对照组平板式太阳电池组件的温度—电能输出及转换效率特性。结果表明:与平板式组件相比,蓄冷降温式太阳电池组件工作温度大大降低,效率相应提高。蓄冷降温式组件最大温降达26.5℃,瞬时电能输出相对提高18%,全天电能输出增长14%以上。     

计及水约束的太阳能冷热电联供系统运行优化研究

以上海某酒店的太阳能“冷-热-电”联供系统为研究对象,构建以运维成本最低为目标,以能源供需平衡、设备功率限制和用水定额限制为主要约束的系统协同运行优化模型,探究不同用水定额下系统的最优运行方案。结果表明,用水定额对设备出力和系统总成本均有不同程度的影响。在牺牲系统经济性的前提下,可在一定程度上减少系统的耗水量,有效保护水资源。     

一种高效平板太阳能集热器试验研究

性能良好的太阳能集热器是太阳能空调的关键设备之一,广东省江门市太阳能空调系统采用了一种高效的平板集热器,其主要技术特垂直 是增加了一块聚碳酸脂（PC）透明隔热板,本研究通过对比试验,确定了一种高交平板太阳能热器的技术方案,并测定了效率曲线,其热损系数仅为2.90W/(m^2.℃）。     

复合抛物面聚光太阳能加湿除湿脱盐系统研究

为提高装置热利用效率,减少外部换热环节减少热损失、减少盐垢、提高集热器使用寿命,研究一种利用复合抛物面聚光器（CPC）为系统供能,建造小型太阳能海水淡化系统。实验研究发现：在系统稳态条件下,系统产水量一天可达7908 g,最高小时产水量在12:00达861 g/h,脱盐率达99.9%以上,瞬时系统装置性能GOR（gained output ratio）最高为1.14,最高瞬时有用能为1114.9 W,在太阳辐照度达到最高1072 W/m²时,此时加湿箱湿度达到最大湿度为97%,11:30—16:00加湿箱湿度一直在90%以上。