太阳能装配式蒙古包供能用多曲面聚光器性能

严寒寒冷地区装配式蒙古包冬季供能多采用生物质燃烧、电加热等方式,无法满足分布式绿色低碳可持续供能的要求。为解决上述问题,该研究提出一种用于装配式蒙古包的新型太阳能多曲面聚光集热供能技术,其具有太阳辐射“接力”供能、热输运阻力小、集热装置与蒙古包围护合而为一、正浮力梯度传热等特点,介绍了技术运行原理及所用多曲面聚光器结构参数,利用光学仿真软件TracePro对聚光器光学性能随时间的变化规律进行了分析,对比研究了实际天气条件下正浮力梯度传热与负浮力梯度传热对聚光器内空气进出口温度、集热量等热性能的影响。结果表明,当径向入射偏角为15°时,聚光器光线接收率约为89.50%,当轴向入射偏角为30°时,聚光器光线接收率为83.47%,相邻不同朝向聚光器在10:30和13:30左右聚光效率复合;在冬季晴天,采用正浮力梯度传热方式的聚光器最大出口温度与最大集热量分别为21.3℃和787.29 W,分别比采用负浮力梯度传热方式的聚光器提升了9.3℃和59.30%。此外,聚光器采用正浮力梯度传热与负浮力梯度传热时的光热转化效率分别为46.81%和35.71%,研究结果可以为装配式蒙古包供能用聚光器集成提...     

太阳能热利用的研究趋势概述

目前能源危机已经成为世界关注的一个重要话题之一,而能源危机主要指的是像煤、石油的一次性化石能源。调查显示,我国的能源资源保证程度仅为129.7年,所以说开发可再生能源对于我国来说是迫在眉睫。而太阳能作为新能源的一种,其开发和利用已然成为了人们所关注问题之一,尤其在最近两年国内光伏市场不景气的情况下,太阳能热利用就更要加快发展。对太阳能热水器、太阳能建筑一体化、太阳能中温利用和高温发电等几个方面进行简要说明,与此同时详细阐述了一个新型微型聚光器的构造。     

CPC空隙设计及光能损失

复合抛物面聚光器（Compound Parabolic Concentrator,CPC）因结构简单不需要跟踪等优点在太阳能集热器和光伏发电系统中已获得广泛的应用,理想CPC的反射面与吸收体连在一起,而实际应用中因种种原因必须在两者之间留有空隙。该文对三种常见的CPC空隙带来的光学损失进行了理论分析。对比分析结果表明：对于平面吸收体CPC,空隙设计的优选方案是剪去靠近吸热体的反射面;对于圆形吸收体CPC,最优选的空隙设计方案是对理想CPC所对应的受光体的形状进行修正,其次是剪去与圆管相连的反射面。     

全平面镜线反射太阳聚光器的光学设计

为了降低太阳能聚光器的成本,在线聚光菲涅耳集热器中常使用平面镜作为反射镜的组成元素.根据菲涅耳线聚光理论,提出了使用全平面的窄条镜按一定角度布置于跟踪托架上构成不同焦距的初级反射镜单元,由多块跟踪镜单元组成初级反射镜场的设计方法,采用新的次级反射器设计思路,设计了双圆弧形二次反射聚光器.采用平板玻璃镀银镜为初级反射镜材料,设计制作了试验装置,从光线跟踪模拟和实际试验都具有很好的聚光效果.该反射镜单元的设计具有低成本、聚光效果好、可扩展集热器场宽度、跟踪稳定和抗风载等优点,小规模集热器可用于蒸汽生产,提供农产品干燥等所需的过程热,大规模的集热器可以用于热发电所需的预热蒸汽或直接用于热发电.     

分段槽式太阳能聚光器参数优化及性能分析

聚光器是太阳能聚光集热系统的核心部件之一。分段槽式太阳能聚光器因其具有较小的风阻,较低的镜面高度,同时可达到较高的聚光倍数而具有广泛的应用前景。针对影响分段槽式聚光器聚光性能的跨度、安装高度及抛物反射面远离中心线一端在XY平面上纵坐标值b共3个因素进行了理论分析及试验验证。结果表明,随着聚光器跨度增大,聚光比也会随之增大,跨度一定后,聚光比基本保持不变;聚光器跨度与焦距一定,随着b值增加,聚光比也随之增大;聚光器安装高度以及b值一定,跨度对聚光比的影响不大。通过试验系统分析计算,该类型聚光器在实现较高倍数聚光时可保证较高的集热效率。研究参数可为分段槽式太阳能聚光器的设计提供一定的理论基础。      

圆形吸收体贝壳形复合抛物聚光器模型构建及其性能

为解决沿东西方向放置的标准复合抛物聚光器(Standard-Compound Parabolic Concentrator,S-CPC)在有效工作时长内南边面形利用率低、遮挡光线、不能有效聚光的问题,该研究基于非成像光学边缘光线原理,构建了圆形吸收体贝壳形复合抛物聚光器(Shell Shaped-Compound Pa...     

固定条形镜面太阳能聚光器设计及性能试验

为了提高固定条形镜面太阳能聚光集热器的集热性能,该文介绍了固定条形镜面聚光集热的工作原理,利用矢量分析方法得到了固定条形镜面任一镜元入射角及有效采光面积的计算公式。与此同时,建立了固定条形镜面反射聚光器的腔体式玻璃-金属真空管吸收器三维模型,利用蒙特卡洛光线追迹模拟不同偏转角情况下的聚光吸收器面上能流分布特征、光学效率、光学损失及能流分布。结果表明,镜面反射率和吸收器吸收率分别为0.92、0.9时,聚光系统在太阳光线偏转0~40°角范围内光线吸收率为74.08%~98%、光学效率为56.97%~73.65%。此外试验研究了梯形槽吸收器和腔体式玻璃-金属真空管吸收器在不同偏转角及不同集热温度的热性能。在环境温度和辐射相对较低情况下,腔体式玻璃-金属真空管吸收器的热效率比梯形槽吸收器热效率高2%~3%;流体出口温度由76.7℃升至99.6℃时,腔体式玻璃-金属真空管吸收器效率由46.93%降至39.98%。     

带跟踪系统的太阳能加热装置促进沼气生产的研究（英）

该研究旨在探索如何利用太阳能增温系统促进沼气生产,研究对象为一个容积为100 m3的沼气发酵装置,该沼气装置位于陕西省淳化县润镇中学,用于处理该校公厕粪污。陕西省淳化县润镇1月的平均气温为-1.6℃,最低气温达-15℃,平均太阳辐射为4.5 kwh/m2,没有加热系统的沼气池在冬季基本停止产气,为解决这一问题,在润镇中学配套建设了由120 m2的日光温室和总面积为20 m2的热管太阳能集热器组成的太阳能增温系统,并配合使用电加热系统。在冬季,此太阳能系统每天可促进沼气发酵装置多生产12 m3沼气,产出的沼气可输送到学校厨房,具有较好的经济效益。此外,设计了带有自动跟踪系统的抛物面太阳能聚光器（PTC）和日光温室组合系统为沼气发酵装置增温,以期得到更好的增温效果和更高的沼气产量。     

光纤集光照明系统在温室中的应用研究

为温室提供一种能够收集太阳光线,对温室农作物进行人工补光的光源。运用温室外的太阳光聚光器收集太阳光,并将其导入系统内部,再经过光导纤维束传输后,由安装于系统另一端的出光部分把太阳光线均匀地发散到温室内需要光线的地方。该系统可以节约电能,为温室内的农作物补充足够的太阳能。     

线聚光菲涅耳集热器的端部损失与补偿

线聚光菲涅耳集热器的端部损失对其光学性能的影响非常重要。基于南北向菲涅耳反射镜场,该文从分析入射太阳光线与反射镜单元跟踪轴线之间的夹角出发,导出了反射光线到达接收器时在南北向偏离的距离（即端部损失）的计算公式。以北纬25°01′为例计算分析了在月平均日、春分秋分日和夏至冬至日的端部损失随反射镜单元焦距、反射镜距接收器的水平距离的变化情况,并通过光线跟踪模拟实验对春分秋分日的计算结果进行验证,两者十分吻合。同时,对端部损失的补偿方法进行了探讨。该研究方法和结果对如何减少线聚光菲涅耳集热器的端部损失具有实际指导作用。