调光蓄热式CPC装置的性能研究

发布时间：2021-04-11 19:27

　　为了对进入室内的光线和热量进行自动控制,文章设计出了一种调光蓄热式CPC装置,该装置主要由复合抛物面聚光器（CPC）、热管、水箱组成。模拟和实验结果表明:正午时段,当太阳光线垂直或接近垂直入射时,光线透过率较小,清晨和傍晚时段,当太阳光线倾斜入射时,光线透过率较大;调光蓄热式CPC装置能够自动控制进入室内的光线,当太阳光线的入射角小于20°时（对应的时段为11:00-13:00）,该装置基本上能够对太阳直射光线进行全部遮挡,当太阳光线的入射角大于40°时,直射光线基本上能够全部透过该装置;调光蓄热式CPC装置光照度透过率的实验值与模拟值随时间的变化趋势大体一致,但数值上存在一定的偏差,这主要是由于在模拟过程中没有考虑散射辐射;调光蓄热式CPC装置的光照度透过率为17%～47%,辐照度透过率为20%～42%,这表明该装置在实际应用中具有较好的调节效果;在北京室外平均温度为-8℃的条件下,调光蓄热式CPC装置可以将储热水箱的温度维持在14℃左右,这表明该装置可以将过剩的太阳能收集并存储起来。 

【文章来源】：可再生能源. 2020,38(03)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

调光蓄热式CPC装置的结构图

不同入射角条件下，太阳光线在CPC内传播路径的模拟结果

图2 不同入射角条件下，太阳光线在CPC内传播路径的模拟结果由图2可知，入射光线可分为3部分：一部分透过CPC上表面直接投射到热管上；另一部分先投射到CPC的曲面上，然后被曲面全反射后，投射到底部的热管上；还有一部分光线从CPC表面透出。随着入射角逐渐增大，透出实体CPC的光线逐渐增多，且入射角越大，透出的光线越多。当入射角为20°时，透出的光线只有4%；当入射角为40°时，透出的光线达到84%；当入射角为60°时，所有光线均透出了CPC。在分析中发现，还有部分光线没有入射到热管上，也没有进入室内，而是在底部圆弧处发生全反射，并反射到室外。

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用多余光照光伏发电的温室透明覆盖材料的研制[J]. 冯朝卿,郑宏飞,王瑞.  农业工程学报. 2014(08)



本文编号：3131828