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...     

专利信息

本发明为一种太阳能热水器。它由光采集器、热吸收器、水管道、储水器等组成。光采集器至少包括一个条形菲涅尔聚焦透镜，用来提高提高太阳能热水器的光源能量密度，将太阳光聚焦在热吸收器上。条形菲涅尔透镜为一组相互基本平行的三棱透镜，三棱透镜组构成一个平面组合。     

跟踪及安装精度对菲涅尔定向光输运装置的影响

该文基于对菲涅尔定向装置的研究，搭建其集热性能测试实验平台，并采用TracePro光学模拟软件，建立菲涅尔定向光输运装置的光学模型。在进行模型验证后，模拟分析跟踪误差和安装误差对光学效率的影响。研究结果表明：俯仰角、旋转角的跟踪误差会导致菲涅尔定向光输运装置光学效率的降低，并且俯仰电机误差范围应控制在±0.1°，方位电机误差范围应控制在±0.5°；当菲涅尔定向光输运装置中定向光输运器抛物反射面的焦点与菲涅尔透镜的聚光焦点存在安装误差时，菲涅尔定向光输运装置光学效率普遍下降，最大偏移量不宜超过0.1。但当偏移量不超过0.5时，将定向光输运器向下侧偏移或将菲涅尔透镜向上偏移，有利于提高菲涅尔定向光输运装置（LTF-SC）光学效率。该研究结果为菲涅尔定向光输运装置和菲涅尔中央接收式太阳能高温集热系统领域的研究和应用提供参考。     

反射式线性菲涅尔集热器性能的实验研究与模拟分析

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲涅尔集热器出口参数的控制提供依据。实验数据验证了模型的有效性,模拟结果显示,质量流量对工质出口参数影响最大;镜场宽度和辐照度对集热效率的影响最为显著;菲涅尔集热器的热效率可达68%。     

两种聚光器联合驱动的鼓泡加湿除湿型太阳能海水淡化系统实验研究

设计一个由太阳能空气集热器和曲面菲涅尔透镜联合驱动的鼓泡加湿除湿型太阳能海水淡化系统,介绍该系统的结构和运行原理,对多曲面聚光器的聚光特性进行光学仿真分析,对装置各部件的能量进行平衡计算,测试系统在实际天气条件下的产水性能,给出太阳辐照度、装置运行温度和产水效率随时间的变化关系。当太阳辐照度平均为795 W/m2时,该装置集热管出口温度最高为64.8℃,产水量约为9.48 kg/d,整体系统热效率为43.5%。     

菲涅尔式太阳能光热电站经济性分析

为了分析国内菲涅尔式太阳能光热发电技术的经济成本,本文基于华能菲涅尔式太阳能光热发电项目,分析了菲涅尔式太阳能光热发电项目的建设投资及能源平均成本,结果表明该系统的单位发电功率造价为25 346元/k W,单位发电成本为0.965元/k Wh(未含碳排放收益)和0.889元/k Wh(含碳排放收益)。此外,本文还讨论了太阳辐照、光电转换效率、贴现率、寿命等对单位发电成本的影响。与其他光热发电技术相比,菲涅尔式光热发电技术具有明显的经济优势。     

基于热电效应高倍聚光焦面能流密度测量研究

焦面能流密度分布是评价太阳能聚光器聚光效果的关键因素,对聚光太阳能电池或热发电接收器的设计、安装和传热分析等起到了决定性作用。利用铠装热电偶高温测量的优势,提出基于热电效应原理的能流密度分布间接测量方法。通过ANSYS软件构建铠装热电偶的传热模型,将聚光太阳能能流作为输入,对其稳态传热过程进行分析,得到能流密度与输出温度之间的热力学函数,利用此函数的反函数开展高倍太阳能聚光焦面能流密度的测量。研究了风速和环境温度对模型的影响。结果表明：风速对该函数关系影响较大,环境温度影响很小。采用菲涅尔透镜搭建实验系统,对模型进行了验证,能流密度大于600 kW/m²时,实测数据与模型的相对误差在5%以内,模型的准确度较好。     

采用菲涅尔透镜的太阳能CPV/T系统实验与模拟研究

为了解决光伏板温度过高使光电转换效率下降的影响,搭建了一套基于聚光型菲涅尔透镜的太阳能光伏/光热(CPV/T)系统,菲涅尔透镜的聚光比为5.85,光伏板由蛇形换热通道进行冷却。基于上海气象参数,对该系统进行了实验研究。实验结果表明:实验日内系统的光热效率、光电效率和综合效率分别为50.93%,10.86%,61.79%。同时,利用TRNSYS软件,建立了系统动态能效分析模型,将模拟结果与实验结果进行对比,最大误差仅为3.08%,两者吻合较好。     

增加蓄热装置的空气源热泵-太阳能互补供暖系统优化研究

针对低温工况下多能互补供暖系统的工作性能和经济性较差等问题,文章设计了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统,该系统在传统太阳能-空气源热泵互补供暖系统的基础上增加了蓄热装置,提高了空气源热泵入口的空气温度。文章基于TRNSYS软件构建了太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的仿真模型,并分析了空气源热泵制热能效比的变化,对比了入口处有、无蓄热装置时太阳能-蓄热空气源热泵互补供暖系统的热性能和经济性。分析结果表明:在增设蓄热装置后,空气源热泵的平均制热能效比提高了34.87%;在供暖期内,系统的平均代价火用效率提高了3.24%,总能耗减少了2×10~7kJ,费用年值与太阳能保证率之比ACSF减少了3.3元;系统中各部件的火用效率均有所提高,空气源热泵工作性能的改善最为显著,火用效率提高了4.63%。     

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。     

一种圆柱面线聚焦菲涅尔式太阳能中温集热系统的研究

介绍了一种利用圆柱面线聚焦菲涅尔镜组成的太阳能集热系统,该系统主要由圆柱面线聚焦菲涅尔镜、二次聚光器、太阳跟踪器、加热油箱和负载等部件组成;给出了圆柱面线聚焦菲涅尔镜的设计思路,利用注塑成型方法生产出圆柱面线聚焦菲涅尔镜,然后利用该镜搭建线聚光太阳能中温集热系统,并在实际天气下对系统性能进行测试。结果表明,在日照充分的天气下,本系统的平均集热效率约为40%,集热效果良好。     

线性菲涅尔反射式太阳能热发电系统研究进展及应用

介绍了线性菲涅尔反射式太阳能热发电系统的特点及及其优点,论述了现阶段对线性菲涅尔反射式太阳能热发电系统最新的理论及实验研究进展,最后介绍了线性菲涅尔反射式太阳能热发电站的应用情况。     

基于太阳能斯特林发动机的反射式二次聚光器设计

针对透射式太阳能斯特林发动机实验教学平台运行过程中因一次反射光线直接逃逸导致的光学损失问题,在太阳能斯特林发动机热端增设一个反射式二次聚光器,不仅增加光线被拦截次数来提高光学效率,而且增大菲涅尔透镜对入射光线的跟踪误差容忍角度。该文给出了具体的设计实例,并应用Solidworks软件和Tracepro软件对该设计实例进行了光学建模和仿真模拟。结果表明,当光线垂直入射时,相较于未增设工况,增设该二次聚光器的太阳能斯特林发动机光学效率提高了87.3%;增设该二次聚光器使得菲涅尔透镜对入射光线的跟踪误差容忍角度增至1.5°,对应的光学效率为光线垂直入射时的97.2%。     

太阳能焊接器

塑料薄膜具有热塑性,一旦受热便软化甚至熔解(温度大致在100—200℃),若自制一个太阳能焊接器,利用太阳能便可把塑料焊接牢。太阳能焊接器的具体制作方法是先准备一块菲涅耳透镜(可到光学器材部门购买、也可借用书写投影仪或幻灯机上的),其面积为30×30cm~2。用可弯曲的金属管菲涅耳透镜固定在底座上,再用铜片制作焊接头,     

线性菲涅尔反射式太阳能集热系统的设计与试验研究

本文研究了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统,基于几何光学原理计算模拟了线性菲涅尔反射镜镜场和复合抛物面的接收系统,在减少末端损失的基础上设计了系统的机械结构,制作了线性菲涅尔反射式太阳能集热系统的装置,并进行了集热性能的实验测试。测试结果表明,该系统在9倍聚焦倍率下,导热油的最高温度可达176.2℃,系统的平均瞬时热效率约为53%,很好地实现了其集热性能。     

复合抛物面聚光器在线性菲涅尔聚光上的应用

简述了线性菲涅尔的聚光原理及国外研发机构的相关应用现状,针对聚光器面临的技术难题,研制出一种复合抛物面聚光器,简要介绍其组成结构及反光板曲面形状.结合该技术在世界首座屋顶式太阳能菲涅尔热发电站上的应用并经过相关测试.论证了此聚光器技术具有明显的优势和广阔的应用前景,提高了线性菲涅尔聚光集热器在太阳能热发电、中温工业应用等领域的市场竞争力.     

太阳能光热发电现状及前景分析

介绍了太阳能发电的基本原理,对槽式、塔式、蝶式和菲涅尔式4种太阳能光热发电技术的优劣势进行比较;阐述了光热发电技术的发展现状及典型项目情况,并对光热发电的前景和挑战进行分析。     

太阳能/直蒸式水源热泵耦合供暖系统的应用研究

为解决农村采暖问题,设计了一种太阳能/直蒸式水源热泵耦合供暖系统;该系统日间利用太阳能供暖,同时将热量储存在蓄热水箱中;夜间采用水-冰相变释放的潜热供暖。实验结果显示：该系统在直蒸式水源热泵进口温度为15℃时的制热能效比COP为4.5;在直蒸式水源热泵出口温度为0℃时的制热能效比COP为2.9;系统性能稳定,水源热泵进口温度在-5～15℃的运行良好。经济性分析结果显示;该系统的运行费用较低。以期为河北省南部地区乡镇住宅采暖提供技术可靠、供暖稳定、初装成本较低的新型供暖系统。     

电磁联动追日跟踪技术在线性菲涅尔聚光上的应用

通过对电磁联动追日跟踪装置的结构和优点的阐述,结合该技术在世界首座屋顶式2.5MW太阳能菲涅尔热发电站上应用,论证了电磁联动追日跟踪技术具有明显的优势和广阔的应用前景,提高了线性菲涅尔聚光集热器在太阳能热发电、中温工业应用等领域的市场竞争力.     

双作用隔膜式太阳能水泵初步试制成功

温州市科委太阳能组在有关单位的协作下,自1979年起,开始研制隔膜式太阳能水泵。1980年试制成一台单作用隔膜式太阳能水泵,并进行了试验性运转;当年7月又开始对双作用隔膜式太阳能水泵进行研究,1981年7月试制成一台改进的双作用隔膜泵样机。它利用点聚焦菲涅耳透镜加热产生蒸汽,推动隔膜泵抽水。试验