高效太阳能制氢系统产氢气无明显杂质

美国杜克大学的研究人员发明了一种可铺设在屋顶的太阳能制氢系统。该系统生产的氢气无明显杂质,在效率上也远高于传统技术,能让太阳能发挥更大的用途。     

太阳能干燥技术及其应用

简要介绍太阳能干燥技术,总结太阳能干燥农产品、烟叶、药材和其他产品的特性和品质,对太阳能干燥技术的发展提出相应建议。     

基于Comsol和BBD的折流板太阳能空气集热器结构优化

太阳能空气集热器是太阳能干燥系统的重要部件,集热器结构设计对集热性能具有重要影响。设计一款基础折流板集热器,通过太阳能模拟器测试集热器在一定边界和材料参数条件下的出口温度。基于Solidworks和Comsol构建集热器三维实体模型,采用reliable k ε湍流模型数值研究集热器的集热性能。结果表明,出口温度试验值和模拟值相对误差小于0.70%,数值模拟有效,可靠性高。基于BBD（Box Behnken Design）试验和响应面法,研究折流板不同倾斜角度组合对集热性能的影响,分析试验结果得到最佳参数组合：折流板1倾斜角度为-10°,折流板2倾斜角度为10°,折流板3倾斜角度为-10°,折流板4倾斜角度为10°,并以此优化集热器折流板布置,得到一款倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,倾斜折流板集热器出口温度升高1.63 K,集热效率提升4.01%,入口、出口压力损失降低44.80%。基于流体旁通效应,对折流板进行开孔,进一步优化吸热板的积热和流场分布,得到一款开孔型倾斜折流板集热器。与基础折流板集热器相比,开孔型倾斜折流板集热器出口温度升高2.03 K,集热效率提升4.99%,入口、出口压力损失降低43.13%。对开孔型倾斜折流板集热器入口风速条件进行单因素试验,得到较优的入口风速条件,即0.5~1.0 m/s,可以满足农产品太阳能干燥需求。     

太阳能养鱼

怎样有效地利用太阳能是人们早就关心的一个问题。日本冷暖房设计工程师池谷于一九七五年十月至七六年三月在治津市建成了利用太阳能进行空调的立金冈会堂，被称为“太阳之家”。其屋顶设有集热装置，所需热量的75％是来自太阳能。其集热装置系在屋顶的南侧设有约2平方米的倾斜度为25°的太阳能集热器。     

温室水循环太阳能利用系统高效节能控制策略

针对目前温室水循环太阳能利用系统无法在合理时间集热的问题,开发模面装置,基于其表面综合温度提出高效节能控制策略。理论分析表明,日间表面综合温度反映集热器表面可集太阳余热,利用该温度与蓄热水池内水温之间的差值可较准确地判断集热时机;夜间表面综合温度接近于室内气温,利用该温度进行放热控制的方式实质上就是利用室内气温的方式。通过现场试验,测试提出的控制策略下实现的中空板水循环太阳能利用系统的集放热效果,并与现有的基于设定时间点或室内气温的控制方式的能力进行对比。试验结果表明中空板系统在提出的集热控制策略下获得的晴天的集热量（404.1 MJ）与多云天和阴天的集热量（分别为225.9和62.7 MJ）差异显著。而设定时间点控制集热,导致少集热（1.4 h）、无效运行（1.7 h）等问题。基于室内气温方式浪费集热时机：集热初期,太阳辐射较强,系统本可集热（31.8 MJ）,且集热量远大于能耗,集热COP（Coefficient of Performance）达20.2,但因气温低,并不运行;集热末期,还出现短期无效运行（多云天为0.7 h;阴天为2.4 h）。该研究提出的集热控制策略能以更低能耗实现更高集热量;放热控制方式也具有一定优势。     

利用反向射流提升无盖板型太阳能集热器性能

为了进一步提高无盖板型太阳能空气集热器的集热效率,该研究提出了一种利用U型管制造反向射流强化集热板换热的无盖板型太阳能空气集热器。通过试验研究了该型集热器内部的温度分布特性,以及2020年12月10日和2021年6月20日的集热性能。试验结果表明：反向冲击射流的冷却作用可以有效降低集热板表面温度,形成覆盖大部分集热板面积的低温区域,且温度分布较为均匀;作为产生反向射流的U型管,还可以充当肋片结构对进入集热腔内的空气进行预热,夏季晴朗工况下U型管的进出口温差可达3.5 ℃;该型集热器在6月20日的平均集热效率可达到80%,而12月10日的热效率仅为45%,冬夏集热效率的差别较大。该研究为无盖板型太阳能集热器性能优化提供了新思路。     

太阳能干燥牧草逐日集热系统的研制

针对传统太阳能牧草干燥设备集热效率低、脱水率低的情况,设计一种新型太阳能牧草干燥集热系统, 该系统主要由蜗轮蜗杆、电磁阀、弹簧、衔铁、电磁铁、齿轮、工质流通管道、光敏元件等组成,能保持太阳光时刻垂直 照射集热器,增强集热器集热面积上的太阳辐射强度,从而提高太阳能集热器的效率和工质温度,缩短牧草的干燥 时间。通过试验,1 h内,该系统能将牧草的含水量从70%干燥至12%,而固定安装的集热系统只能降至24%。该系统 具有脱水率高、稳定性好等特点,可极大地提高干燥牧草的效率。     

新能源建筑实验实训系统一体化设计

阐述了新能源应用于建筑的设计方法,把光伏发电、风力发电、太阳能供热整合起来进行一体化设计,通过智能控制系统,实现了整体控制、数据传输、数据显示,提供给学生进行实验实训,弥补了职业院校新能源类专业实验实训条件的不足。     

微热管阵列平板太阳能集热器中空保温层厚度优化

为分析微热管阵列平板太阳能集热器的热性能,该文建立了集热器的CFD模型,对其进行数值模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了模型的可靠性。采用该CFD模型对集热器保温层厚度进行优化,结果表明,当实心保温层导热系数分别为0.02、0.03、0.04、0.05W/(m·K)时,优化的实心保温层厚度分别为4.5、5.0、5.5、5.5cm。合理设计的中空保温层(空气层与实心保温层相结合的保温层形式)集热器能够达到与实心保温层集热器相当的保温隔热效果,同时可使集热器保温层成本及质量降低25%~50%。最后,该文给出了保温层总厚度分别为4、5、6cm时的中空保温层厚度优化结果,为该类集热器保温层的设计提供了理论依据。     

宁夏回族自治区冬季沼气池辅助加热系统设计与仿真

针对宁夏恒泰元种禽有限责任公司工业沼气池,设计沼气池辅助加热系统以提高冬季沼气池产气量,从而满足厂内鸡舍供暖需求。通过理论计算,设计出太阳能集热面积、蓄热水箱体积,并对该系统中的太阳能日辐照度、蓄热水箱水温、沼气池内沼液温度采用Simulink软件仿真,提出经济可行的沼气池辅助加热系统运行方案。