槽式聚光太阳能系统光热能量转换利用理论与实验研究
发布时间：2021-09-24 11:50
线聚焦太阳能集热器是规模化太阳能中高温利用的主要技术。而抛物槽式太阳能集热器（PTC）由于在中高温利用中具有较高的光热转换效和在规模化应用中具有很好的经济优势，被广泛地应用于太阳能热发电、太阳能空调及制冷、太阳能海水淡化、太阳能中温制氢等领域。然而，在实际应用中，从聚光集热（光热转换）到用热过程，往往需要经过多个能量转换环节，每一个环节都不可避免地存在热能损失。因此，要实现高效集热和用热的目的，就必须尽可能地减小每个环节的能量损失。另外，系统的初始投入成本也是一个必须考虑的问题。但是，要实现低成本和高效集热利用，目前的槽式太阳能系统在其聚光器、吸收器、跟踪控制器、整体系统的布置安装等方面仍然存在诸多关键问题需要解决。本文主要围绕如何提高槽式太阳能系统的光热转换效率和热利用率这一关键问题展开研究。主要研究工作包括以下几个方面。（1）对槽式聚光集热器光热转换过程的基础理论及相关技术进行了概括。对线聚焦集热管的热性能进行了理论分析；设计了一种全玻璃真空隔热的集热管，并对其光热性能进行了理论分析和测量实验。实验结果显示，这种集热管的集热效率相当于玻璃-金属真空集热管的90～93%，与腔体集热管...
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：219 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国太阳能资源分布的特点[3,4]
槽式太阳能热发电工程样机发电成功，在国内实现国独立建造大规模槽式太阳能热发电站成为可能（。2013 年 9 月 12 日，经国家能源局批准的，我由深圳市金钒能源科技有限公司投资建设的 50MW肃省阿克塞哈萨克族自治县正式开工。这是我国乃温熔盐型槽式太阳能热发电站（《中国太阳能产业 年的相关统计数据，工业是最主要的能源消耗行业007 年，世界范围约有 90 个槽式太阳能加热系统，m2）。主要集中在酒业、纺织、塑料加工、化学制蒸发蒸馏、漂烫、杀菌消毒、烹饪、熔化和表面处方面，直接用于集热的部分约为 45～65%，热源要热要求在 92～204 oC[36]的范围。根据一个对 32 工业加热的热源要求在 100～400 oC[33]之间。由此用之一是工业加热。
系统的相关参数。表中同时给出了非 PTC 驱动的系统制冷，其中的制冷系统 COP为集热器的集热效率和机组的制冷效率（机组制冷 COP）的乘积。图1-4为位于云南一通太阳能科技有限公司办公楼顶上的槽式太阳能吸收式制冷空调系统。关于该系统的具体参数、运行情况及实验研究结果将在第七章中着重介绍。图 1-4 位于云南一通太阳能科技有限公司办公楼顶上的槽式太阳能吸收式制冷系统Fig. 1-4 PTC powered absorption chiller system installation on the top of office building ofYunnan yitong solar energy science and technology co. Ltd1.4 槽式太阳能系统光热转换利用过程中存在的问题虽然槽式集热器在聚光太阳能技术中技术最为成熟，应用也最为广泛。然而，槽式太阳能的光热转换利用过程需要经过一系列的能量转换环节（例如集热、热能传输、储热、用热等），每一个环节都不可避免地存在能量损失。因此，要实现高效集热和用热，就必须尽可能地减小每个环节的能量损失。另外，初始投入成本是一个必须考虑的问题。因为，成本多高，其利用价值将大打折扣，也不利于推广。通过对以往研究工作和工程实践的分析，目前槽式太阳能系统在理论、技术和安装等方面仍然存在诸多关键问题急待解决。相关问题概述如下。首先是集热管的设计问题。玻璃-金属真空集热管是目前使用最普遍的接收器。然而，虽然该种接收器的集热效率最高，但在玻璃和金属的封接技术上依然
【参考文献】：
期刊论文
[1]腔体吸收器位置对太阳能槽式系统光热转换性能的影响[J]. 陈飞,李明,许成木,洪永瑞. 光学学报. 2014(09)
[2]槽式太阳能聚光器焦面能流密度分布的频数统计分析[J]. 许成木,李明,季旭,蔡伟平. 光学学报. 2013(04)
[3]太阳能槽式系统反射镜玻璃厚度对聚光特性的影响[J]. 陈飞,李明,季旭,罗熙,王六玲. 光学学报. 2012(12)
[4]一种大范围太阳光线自动跟踪方法[J]. 卞新高,杨缝缝,辛秋霞. 太阳能学报. 2010(10)
[5]采用抛物面槽聚焦集热器的太阳能双效吸收式制冷系统的性能研究[J]. 韩崇巍,季杰,何伟,裴刚. 太阳能学报. 2010(02)
[6]基于CCD的聚焦光斑能流密度分布测量系统的研制[J]. 戴景民,刘颖,于天河. 光电子.激光. 2008(11)
[7]抛物柱面聚光器焦面能流分布特性研究[J]. 戴景民,刘颖. 太阳能学报. 2008(09)
[8]聚焦型太阳能集热器中腔体吸收器的热性能研究[J]. 张丽英,翟辉,代彦军,王如竹. 工程热物理学报. 2008(09)
[9]大型平板型/真空管太阳集热器阵列排布问题研究[J]. 翟辉,代彦军,吴静怡,王如竹. 太阳能学报. 2008(05)
[10]抛物槽式太阳能热发电系统的模拟分析(英文)[J]. 曲航,赵军,于晓. 中国电机工程学报. 2008(11)
博士论文
[1]反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究[D]. 江守利.中国科学技术大学 2009
[2]采用腔体吸收器的线聚焦太阳能集热器的理论及实验研究[D]. 翟辉.上海交通大学 2009
[3]太阳能双效溴化锂吸收式制冷系统的性能研究[D]. 韩崇巍.中国科学技术大学 2009
[4]太阳能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理论与实验研究[D]. 刘颖.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高精度太阳跟踪传感器与控制器的研究[D]. 杨培环.武汉理工大学 2010
[2]太阳能吸收式制冷实验研究[D]. 阮建平.南京航空航天大学 2008
本文编号：3407704
【文章来源】：云南师范大学云南省
【文章页数】：219 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国太阳能资源分布的特点[3,4]
槽式太阳能热发电工程样机发电成功，在国内实现国独立建造大规模槽式太阳能热发电站成为可能（。2013 年 9 月 12 日，经国家能源局批准的，我由深圳市金钒能源科技有限公司投资建设的 50MW肃省阿克塞哈萨克族自治县正式开工。这是我国乃温熔盐型槽式太阳能热发电站（《中国太阳能产业 年的相关统计数据，工业是最主要的能源消耗行业007 年，世界范围约有 90 个槽式太阳能加热系统，m2）。主要集中在酒业、纺织、塑料加工、化学制蒸发蒸馏、漂烫、杀菌消毒、烹饪、熔化和表面处方面，直接用于集热的部分约为 45～65%，热源要热要求在 92～204 oC[36]的范围。根据一个对 32 工业加热的热源要求在 100～400 oC[33]之间。由此用之一是工业加热。
系统的相关参数。表中同时给出了非 PTC 驱动的系统制冷，其中的制冷系统 COP为集热器的集热效率和机组的制冷效率（机组制冷 COP）的乘积。图1-4为位于云南一通太阳能科技有限公司办公楼顶上的槽式太阳能吸收式制冷空调系统。关于该系统的具体参数、运行情况及实验研究结果将在第七章中着重介绍。图 1-4 位于云南一通太阳能科技有限公司办公楼顶上的槽式太阳能吸收式制冷系统Fig. 1-4 PTC powered absorption chiller system installation on the top of office building ofYunnan yitong solar energy science and technology co. Ltd1.4 槽式太阳能系统光热转换利用过程中存在的问题虽然槽式集热器在聚光太阳能技术中技术最为成熟，应用也最为广泛。然而，槽式太阳能的光热转换利用过程需要经过一系列的能量转换环节（例如集热、热能传输、储热、用热等），每一个环节都不可避免地存在能量损失。因此，要实现高效集热和用热，就必须尽可能地减小每个环节的能量损失。另外，初始投入成本是一个必须考虑的问题。因为，成本多高，其利用价值将大打折扣，也不利于推广。通过对以往研究工作和工程实践的分析，目前槽式太阳能系统在理论、技术和安装等方面仍然存在诸多关键问题急待解决。相关问题概述如下。首先是集热管的设计问题。玻璃-金属真空集热管是目前使用最普遍的接收器。然而，虽然该种接收器的集热效率最高，但在玻璃和金属的封接技术上依然
【参考文献】：
期刊论文
[1]腔体吸收器位置对太阳能槽式系统光热转换性能的影响[J]. 陈飞,李明,许成木,洪永瑞. 光学学报. 2014(09)
[2]槽式太阳能聚光器焦面能流密度分布的频数统计分析[J]. 许成木,李明,季旭,蔡伟平. 光学学报. 2013(04)
[3]太阳能槽式系统反射镜玻璃厚度对聚光特性的影响[J]. 陈飞,李明,季旭,罗熙,王六玲. 光学学报. 2012(12)
[4]一种大范围太阳光线自动跟踪方法[J]. 卞新高,杨缝缝,辛秋霞. 太阳能学报. 2010(10)
[5]采用抛物面槽聚焦集热器的太阳能双效吸收式制冷系统的性能研究[J]. 韩崇巍,季杰,何伟,裴刚. 太阳能学报. 2010(02)
[6]基于CCD的聚焦光斑能流密度分布测量系统的研制[J]. 戴景民,刘颖,于天河. 光电子.激光. 2008(11)
[7]抛物柱面聚光器焦面能流分布特性研究[J]. 戴景民,刘颖. 太阳能学报. 2008(09)
[8]聚焦型太阳能集热器中腔体吸收器的热性能研究[J]. 张丽英,翟辉,代彦军,王如竹. 工程热物理学报. 2008(09)
[9]大型平板型/真空管太阳集热器阵列排布问题研究[J]. 翟辉,代彦军,吴静怡,王如竹. 太阳能学报. 2008(05)
[10]抛物槽式太阳能热发电系统的模拟分析(英文)[J]. 曲航,赵军,于晓. 中国电机工程学报. 2008(11)
博士论文
[1]反射聚光利用太阳能的基础理论与实验研究[D]. 江守利.中国科学技术大学 2009
[2]采用腔体吸收器的线聚焦太阳能集热器的理论及实验研究[D]. 翟辉.上海交通大学 2009
[3]太阳能双效溴化锂吸收式制冷系统的性能研究[D]. 韩崇巍.中国科学技术大学 2009
[4]太阳能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理论与实验研究[D]. 刘颖.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]高精度太阳跟踪传感器与控制器的研究[D]. 杨培环.武汉理工大学 2010
[2]太阳能吸收式制冷实验研究[D]. 阮建平.南京航空航天大学 2008
本文编号：3407704
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3407704.html
