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基于槽式聚光集热的腔体吸收器热损失特性研究

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太阳能学报 2017年第2期38卷 423-430页

作者：别玉李明陈飞刘江涛洪永瑞云南师范大学太阳能研究所昆明650500 昆明理工大学化学工程学院昆明650500

针对太阳能槽式聚光集热系统设计一种三角形腔体吸收器,对其热损失特性建立基于能量衡算和热网络方法的理论分析模型,并进行实验验证。考察腔体吸收器光口倾角、环境风速、保温层厚度、工质流速、工质与环境温差等对各分项热损失和总热... 详细信息

针对太阳能槽式聚光集热系统设计一种三角形腔体吸收器,对其热损失特性建立基于能量衡算和热网络方法的理论分析模型,并进行实验验证。考察腔体吸收器光口倾角、环境风速、保温层厚度、工质流速、工质与环境温差等对各分项热损失和总热损失的影响规律,通过敏感性分析近似拟合出4个二元影响因素对总热损的影响关联式。总热损随工质与环境温差、环境风速呈幂函数正增加趋势,影响较大;与保温层厚度呈对数反增加趋势;与过渡流范围的工质流速呈多项式变化,影响较小;随光口倾角的变化也不大。理论计算值与实测值吻合度高,理论分析模型较准确。结果表明腔体吸收器在无风环境下热损失大小与真空管集热器相当。

关键词：槽式聚光集热器腔体吸收器热损失太阳能中温热利用

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槽式太阳能集热器聚焦能流密度分布研究

槽式太阳能集热器聚焦能流密度分布研究

作者：靳周华北电力大学

学位级别：硕士

太阳能聚光热发电站由于其稳定性和性价比,在近些年得到了较为快速的发展。槽式、碟式、塔式太阳能热发电站设计和建造需要进行太阳能聚光密度分布分析。关于聚光器聚焦光斑能流密度分布的计算,常见的有两种方法,即“光锥法”和“蒙特-... 详细信息

太阳能聚光热发电站由于其稳定性和性价比,在近些年得到了较为快速的发展。槽式、碟式、塔式太阳能热发电站设计和建造需要进行太阳能聚光密度分布分析。关于聚光器聚焦光斑能流密度分布的计算,常见的有两种方法,即“光锥法”和“蒙特-卡洛光线跟踪”法。光锥法从数学角度上具有解析、明确的意义,然而由于这些公式比较晦涩,不够直观,工程分析和设计时使用不够方便。而蒙特-卡洛法光线是随机产生,收敛速度慢,而且该方法是4重积分运算,导致其计算量非常大,且耗时。同时需要编制比较复杂的计算程序或者采用专业的软件。基于此,本项研究开发了一种新的聚焦光斑能流密度分布的计算方法。该方法采用了创新的降维算法,基于辐照分布与集热管轴向无关的先验知识,推导出辐照分布的两重积分。相比蒙特-卡洛方法,本方法大大降低了计算的复杂度,在软件规模和计算量上可以取得突破性的精简。传统计算机仿真软件数小时的计算案例,本软件在数秒内完成。该软件操作简单,计算迅速,是太阳能热发电设备工程师的强大、便捷的工具。本文首先介绍了降维算法原理和计算流程,接着给出该算法与以往经典文献的计算结果对比,然后给出了聚光器参数变化时的集热管上的辐照分布,以及非理想条件下的辐照分布分析。同时,文中介绍了一种匀光镜措施,可以使得接收器上受到均匀的辐照分布。讨论部分验证了本算法的计算精度的收敛速度。

关键词：太阳能热发电槽式聚光集热器能流密度匀光镜

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槽式集热器结合相变蓄热太阳能供热系统设计

煤气与热力 2022年第6期42卷 1-4页

作者：张威史娇阳魏岩张铜宇中国城市建设研究院有限公司北京100120

通过分析项目所在地能源状况,结合当地供暖需求和现状管网等实际情况,采用Trnsys软件对全年热负荷进行模拟计算,确定采用槽式聚光集热器配合相变蓄热设备,并以电锅炉作为辅助热源的太阳能供热系统。通过软件模拟太阳能供热系统,供暖期... 详细信息

通过分析项目所在地能源状况,结合当地供暖需求和现状管网等实际情况,采用Trnsys软件对全年热负荷进行模拟计算,确定采用槽式聚光集热器配合相变蓄热设备,并以电锅炉作为辅助热源的太阳能供热系统。通过软件模拟太阳能供热系统,供暖期辅助热源电锅炉总补热量为总耗热量的8%左右,实际太阳能保证率可达92%左右,总体运行费用较低,证明该太阳能供热方案合理可行。

关键词：槽式聚光集热器相变蓄热太阳能供热

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槽式太阳能真空集热管的热损失测量

化工学报 2011年第S1期62卷 185-189页

作者：张业强吴玉庭马重芳熊亚选北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室传热与能源利用北京市重点实验室北京100124

真空集热管是槽式太阳能热发电系统聚光集热器的关键部件,其热损失的大小直接关系到系统的光-热效率。通过对由6根真空集热管组成的13 m管道的热损失分析,结果表明,在导热油温度105~313℃的范围内,辐射散热损失占总的热损失的70%~90%;... 详细信息

真空集热管是槽式太阳能热发电系统聚光集热器的关键部件,其热损失的大小直接关系到系统的光-热效率。通过对由6根真空集热管组成的13 m管道的热损失分析,结果表明,在导热油温度105~313℃的范围内,辐射散热损失占总的热损失的70%~90%;准静态平衡法测得的热损失较稳态平衡法测得的热损失大,在高温时(290℃)测得的热损失是稳态平衡法的1.18倍;同SCHOTT公司的PTR70真空集热管相比,实验用真空集热管的热损失是其热损失的1.2倍左右。

关键词：槽式聚光集热器真空集热管热损失准静态平衡法

线性腔式集热器光热转换及冷热电联供系统特性研究

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线性腔式集热器光热转换及冷热电联供系统特性研究

作者：李雪岭华中科技大学

学位级别：硕士

太阳能光热发电是一种全生命周期碳排放非常少的绿色发电方式,而冷热电联供技术是提高能源利用效率的有效方式。太阳能光热利用和冷热电联供系统的结合将从源头上实现节能减排,绿色发展。首先针对槽式太阳能集热系统,提出了一种新线性... 详细信息

太阳能光热发电是一种全生命周期碳排放非常少的绿色发电方式,而冷热电联供技术是提高能源利用效率的有效方式。太阳能光热利用和冷热电联供系统的结合将从源头上实现节能减排,绿色发展。首先针对槽式太阳能集热系统,提出了一种新线性腔式集热器,采用蒙特卡洛射线追踪以及热网络模型方法,通过数值模拟和分析研究了新线性腔式集热器的结构对光学效率以及热损失的影响。其次,通过数值分析,建立了基于线性腔式集热器的太阳能冷热电联供系统理论模型,研究了有机朗肯循环的蒸发温度、冷凝温度、过热度以及太阳辐射等因素对系统各个性能参数的影响。通过上述研究发现,新线性腔式集热器在弧形结构为优弧型、聚光镜焦距为2100mm、保温层厚度为35mm以及接收器的开口宽度为70mm时具有较优的光热转换效率;通过和真空管的性能进行对比,表明该集热器具有较好的集热性能。其次,对于该冷热电联供系统,有机朗肯循环冷凝温度对系统性能的影响要大于其他因素的影响,冷凝温度为90℃时系统具有较优性能。最后,结合新疆哈密地区的气象条件,设计了一套额定制冷量为280kW的冷热电联供系统,该系统的额定总能效为62.5%,夏至日当天的太阳辐射可供该系统按额定工况运行19.3小时。新线性腔式集热器不仅具有良好的集热性能,而且其生产和维护成本也要低于真空集热管;冷热电联供技术也将进一步提高系统的能源利用效率,它们的应用将降低太阳能光热发电的成本,推动太阳能相关行业的发展。

关键词：聚光太阳能发电冷热电联供有机朗肯槽式聚光集热器线性腔式接收器

熔盐槽式聚光集热镜场的夜间防凝运行方案研究

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太阳能 2023年第5期 56-62页

作者：牛东圣王彦普周治赵亮中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065 西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

基于某熔盐槽式聚光集热供汽-供暖项目,针对夜间熔盐排空方案和夜间熔盐低速循环方案这两种主要的镜场夜间防凝运行方案,分别从方案的技术特点、需要配置的设备、运维难易程度、运维成本,以及方案优缺点等方面进行了全面的分析计算和比... 详细信息

基于某熔盐槽式聚光集热供汽-供暖项目,针对夜间熔盐排空方案和夜间熔盐低速循环方案这两种主要的镜场夜间防凝运行方案,分别从方案的技术特点、需要配置的设备、运维难易程度、运维成本,以及方案优缺点等方面进行了全面的分析计算和比选研究。研究结果表明:1)采用夜间熔盐排空方案时,熔盐槽式聚光集热镜场的热损失较小,但聚光集热系统整体有效工作时间减少,导致整体的集热量和产出的蒸汽量减少,同时该方案对运维水平的要求较高;2)采用夜间熔盐低速循环方案时,熔盐槽式聚光集热镜场的热损失较大,配置的设备初始投资较高,但整体的运维成本及运维难度均较低;3)针对熔盐槽式聚光集热镜场,建议采用“夜间熔盐低速循环+防凝电加热器补热”的防凝运行方案,能够以较低的综合成本获得较好的运行效果。

关键词：太阳能热发电太阳能热利用槽式聚光集热器熔盐热损失夜间防凝镜场集热回路运行方案

金属直通型集热管非选择性吸收涂层段热性能研究

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新能源进展 2014年第1期2卷 31-36页

作者：王显龙李华山廉永旺姚远卜宪标孟凡基中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

考虑金属连接裸管和膨胀节的影响,建立了太阳能槽式集热器能量转换数学模型,分析其吸热、散热和光热转换效率并与常规计算方式进行了对比。计算表明金属连接裸管段的热损失较大,其对集热器性能的影响较膨胀节更为显著。随着太阳直射辐... 详细信息

考虑金属连接裸管和膨胀节的影响,建立了太阳能槽式集热器能量转换数学模型,分析其吸热、散热和光热转换效率并与常规计算方式进行了对比。计算表明金属连接裸管段的热损失较大,其对集热器性能的影响较膨胀节更为显著。随着太阳直射辐射强度的降低和金属集热管温度的升高,太阳能槽式集热器光热转换效率逐渐降低。对比等同计算方式,本文所采用的差异化计算所得的吸热量较低,集热器热效率与文献中的实测值相比误差在3%左右,更加贴近实际情况。

关键词：槽式聚光集热器金属直通型真空管膨胀节金属连接裸管差异化计算

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太阳能溶液再生器吸热再生性能研究

广东工业大学学报 2020年第4期37卷 79-83页

作者：蒋樾陈观生刘良德刘湘云肖宏新罗超鸿广东工业大学材料与能源学院广东广州510006

提出了一种利用槽式聚光集热器直接加热管内溴化锂溶液,使溴化锂溶液在溶液发生器内实现蒸发再生过程的新型太阳能溶液再生器。对该太阳能溶液再生器在无预热及有预热情况下的吸热再生性能进行了实验研究,结果表明在这2种情况下溴化锂... 详细信息

提出了一种利用槽式聚光集热器直接加热管内溴化锂溶液,使溴化锂溶液在溶液发生器内实现蒸发再生过程的新型太阳能溶液再生器。对该太阳能溶液再生器在无预热及有预热情况下的吸热再生性能进行了实验研究,结果表明在这2种情况下溴化锂溶液都能够稳定吸热并连续产生蒸汽,但有预热时其日均汽化效率可达0.186,是无预热情况下的3.8倍。

关键词：槽式聚光集热器溴化锂溶液吸热再生

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太阳能饲草干燥真空集热管热损失性能试验

农业工程 2018年第4期8卷 93-96页

作者：钱旺杨世昆贺刚刘贵林王振华王全喜中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院呼和浩特010010

真空集热管是槽式太阳能光热系统聚光集热器的关键部件,其热损失的大小直接影响系统的光-热效率。利用稳态平衡的方法测出了抛物槽式太阳能金属管内径、金属管外径以及玻璃管外径对热损的影响,为金属管性能试验提供了重要参数。试验结... 详细信息

真空集热管是槽式太阳能光热系统聚光集热器的关键部件,其热损失的大小直接影响系统的光-热效率。利用稳态平衡的方法测出了抛物槽式太阳能金属管内径、金属管外径以及玻璃管外径对热损的影响,为金属管性能试验提供了重要参数。试验结果表明,金属管内径越大,热损失越小,并且热损失减小的速率越快;金属管外径越大,热损失越大,但是热损失增大的速率减慢;玻璃管外径改变,热损失基本保持不变。根据试验结果,选取一组较优参数:金属管内径为62 mm,金属管外径为72 mm,玻璃管外径为120 mm时,此时热损失为12.95 W/m。试验参数可为真空集热管的设计使用提供理论依据。

关键词：槽式聚光集热器真空集热管热损失太阳能准静态平衡法