太阳能高倍聚光能量传输利用理论及试验研究
发布时间：2020-12-23 00:28
作为新能源,太阳能具有绿色环保可持续利用等优点,在解决传统能源危机中,太阳能利用是各国竞相开发和研究的热点。同时,由于太阳能的能量密度小,光照过程不连续,使得太阳能在收集、传输以及转化过程产生高耗性投资。非聚光及低倍太阳能聚光不利于能源品味的进一步提高,限制了太阳能的应用范围,因而太阳能只是作为传统能源的辅助性能源。从提高能源利用效率和能源梯级利用的角度,必须研究开发太阳能模块化聚光技术和中高温能源的储存利用技术。本文为太阳能利用在强度和时间上的内在制约提供了新型的解决方案,研究成果对高倍聚光太阳能系统在特殊场合的实用性,常规条件下的商业规模化都具有重要的意义。研究的具体内容包括:(1)通过应用热力学第一定律和第二定律过对太阳能聚光能量传输和利用系统进行热力学分析,发现理想系统对外输出功率最大时的集热温度为2464K,几何聚光比为2617,太阳能的转换效率极限值可达84.9%。这表明在太阳能高倍聚光条件下,对太阳能综合利用效率具有较大的提升潜力。(2)基于几何光学的知识,对全光谱的太阳光进行光线追踪,优化高倍聚光太阳能的实现方案。通过对三种两级高倍聚光方法的理论分析和相关实验研究,分析...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
－2集热温度与系统理论效率之间的关系
25图 2－3 太阳能聚光系统及结构优化阳能聚光抛物体和光纤传输系统 b. 最佳聚光比时相对口径的方ergy concentration and structure optimization a. parabolica collector atransmission b. relative caliber result at the best concentration ratio)后的太阳辐射向外界环境中的散热损失，在聚焦光斑的末能，因此，高倍太阳能聚光集热器到利用热能的热机之间特性。若光纤芯层材料和包层材料的折射率分别为1r 和射传播时的最大入射接收角m a xθ ，光纤的数值孔径：( )1 22 2max 1 2NA = sinθ= r r
图 2－4 不同聚光比条件下的可用能与温度的关系Fig.2-4 Exergy and temperature under different concnetration ratio光电转换过程阳能的光电转换过程可以分为太阳能热发电和太阳能光伏发电。其中太阳能太阳能热发电的前提，转换效率已作出评述。太阳能光伏发电则基于半导体材率与半导体材料的性能相关。半导体材料的原子间是通过共价键实现化学键光子的能量hν ，h＝6.626×10-34Ws2。光子流的数密度Nν，即与电磁辐射的相当。vvdNENdν hv= = (2－射光子的最低能量ghv ，光致电离的阈值，g gE = hv，半导体材料的禁带宽2－2 所示。入射光子在真空中的波长g gλ = hc E，d－直接跃迁，i－间接跃迁
【参考文献】：
期刊论文
[1]传输太阳能用Ag/PMMA空芯光纤的制备[J]. 陈红萍,韩建军,赵修建. 激光与红外. 2007(03)
[2]平板式太阳能电热联用面板[J]. 卢智恒,姚强. 太阳能学报. 2006(06)
[3]采集太阳光的照明系统[J]. 袁兵,王一平,黄群武,杨智勇. 太阳能学报. 2005(06)
[4]太阳能电热联用系统研究进展[J]. 王一平,刘永辉,田玮. 太阳能学报. 2005(05)
[5]太阳能冷热电联供分布式能源系统的研究[J]. 苏亚欣,费正定,杨翔翔. 能源工程. 2004(05)
[6]聚光条件下太阳电池的热电特性分析[J]. 吴玉庭,朱宏晔,任建勋,梁新刚. 太阳能学报. 2004(03)
[7]太阳跟踪方法及应用[J]. 郑小年,黄巧燕. 能源技术. 2003(04)
[8]CPL蒸发器多孔芯内传热传质的非稳态数值模(英文)[J]. 韩延民,刘伟,黄晓明. 宇航学报. 2003(04)
[9]热辐射不可逆性的研究[J]. 张怀德. 德州学院学报(自然科学版). 2003(02)
[10]采集太阳光的照明系统研究[J]. 张耀明. 中国工程科学. 2002(09)
硕士论文
[1]基于球面机构的太阳跟踪装置控制系统的研究[D]. 王涛.河北工业大学 2005
[2]空芯光纤的传输特性研究[D]. 杨义.燕山大学 2003
本文编号：2932720
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
－2集热温度与系统理论效率之间的关系
25图 2－3 太阳能聚光系统及结构优化阳能聚光抛物体和光纤传输系统 b. 最佳聚光比时相对口径的方ergy concentration and structure optimization a. parabolica collector atransmission b. relative caliber result at the best concentration ratio)后的太阳辐射向外界环境中的散热损失，在聚焦光斑的末能，因此，高倍太阳能聚光集热器到利用热能的热机之间特性。若光纤芯层材料和包层材料的折射率分别为1r 和射传播时的最大入射接收角m a xθ ，光纤的数值孔径：( )1 22 2max 1 2NA = sinθ= r r
图 2－4 不同聚光比条件下的可用能与温度的关系Fig.2-4 Exergy and temperature under different concnetration ratio光电转换过程阳能的光电转换过程可以分为太阳能热发电和太阳能光伏发电。其中太阳能太阳能热发电的前提，转换效率已作出评述。太阳能光伏发电则基于半导体材率与半导体材料的性能相关。半导体材料的原子间是通过共价键实现化学键光子的能量hν ，h＝6.626×10-34Ws2。光子流的数密度Nν，即与电磁辐射的相当。vvdNENdν hv= = (2－射光子的最低能量ghv ，光致电离的阈值，g gE = hv，半导体材料的禁带宽2－2 所示。入射光子在真空中的波长g gλ = hc E，d－直接跃迁，i－间接跃迁
【参考文献】：
期刊论文
[1]传输太阳能用Ag/PMMA空芯光纤的制备[J]. 陈红萍,韩建军,赵修建. 激光与红外. 2007(03)
[2]平板式太阳能电热联用面板[J]. 卢智恒,姚强. 太阳能学报. 2006(06)
[3]采集太阳光的照明系统[J]. 袁兵,王一平,黄群武,杨智勇. 太阳能学报. 2005(06)
[4]太阳能电热联用系统研究进展[J]. 王一平,刘永辉,田玮. 太阳能学报. 2005(05)
[5]太阳能冷热电联供分布式能源系统的研究[J]. 苏亚欣,费正定,杨翔翔. 能源工程. 2004(05)
[6]聚光条件下太阳电池的热电特性分析[J]. 吴玉庭,朱宏晔,任建勋,梁新刚. 太阳能学报. 2004(03)
[7]太阳跟踪方法及应用[J]. 郑小年,黄巧燕. 能源技术. 2003(04)
[8]CPL蒸发器多孔芯内传热传质的非稳态数值模(英文)[J]. 韩延民,刘伟,黄晓明. 宇航学报. 2003(04)
[9]热辐射不可逆性的研究[J]. 张怀德. 德州学院学报(自然科学版). 2003(02)
[10]采集太阳光的照明系统研究[J]. 张耀明. 中国工程科学. 2002(09)
硕士论文
[1]基于球面机构的太阳跟踪装置控制系统的研究[D]. 王涛.河北工业大学 2005
[2]空芯光纤的传输特性研究[D]. 杨义.燕山大学 2003
本文编号：2932720
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