免跟踪线性菲涅尔太阳能聚光集热器的设计与实验研究
发布时间：2021-05-08 18:16
世界经济的快速发展,有赖于石油、天然气以及煤等不可再生能源的广泛使用,但由于不可再生能源的日益消耗,引发了世界性的能源危机。太阳能由于具有清洁环保、用之不竭以及分布范围广的特点,受到人们的极大关注。而设计出成本低、效率高、结构简单的太阳能集热器,是目前各国主要的研究目标。目前,使用较为广泛的聚光型太阳能集热器包括:抛物槽式、塔式、菲涅尔式以及碟式太阳能集热器等。为了提高太阳能的利用效率,多种不同跟踪形式的太阳能集热器被设计与研究,包括免跟踪型、单轴跟踪型以及双轴跟踪型太阳能集热器等。本文针对以上不同类型太阳能集热器中存在的成本较高、效率较低以及跟踪结构较复杂等问题,提出了一种成本较低、效率良好、结构简单的免跟踪线性菲涅尔聚光集热器,阐述了这种集热器的设计方法以及工作原理,把创建出的集热器三维建模,导入到模拟软件Tracepro中进行光斑模拟分析。最后,本文搭建了免跟踪线性菲涅尔聚光集热器系统的实验平台,进行聚光和集热性能实验,计算得出了集热器的集热效率,并把实验得出的数据与模拟得出的数据进行比较。主要研究内容和结论具体如下:（1）本文以光线的直线传播、折射和反射三大定律为依据,通过对线...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 聚光型太阳能集热器的研究现状
1.2.1 槽式太阳能集热器
1.2.2 塔式太阳能集热器
1.2.3 碟式太阳能集热器
1.2.4 菲涅尔式太阳能集热器
1.3 不同跟踪方式的太阳能集热器研究现状
1.3.1 免跟踪型太阳能集热器
1.3.2 单轴跟踪型太阳能集热器
1.3.3 双轴跟踪型太阳能集热器
1.4 对以往研究工作的总结
1.5 本文研究的主要内容
第二章 免跟踪线性菲涅尔集热器的设计及工作原理
2.1 引言
2.2 菲涅尔透镜
2.2.1 菲涅尔透镜的工作原理及分类
2.2.2 菲涅尔透镜的追迹方法
2.3 线性菲涅尔透镜的评价指标
2.3.1 聚光比
2.3.2 光学效率
2.3.3 光斑均匀度
2.3.4 高宽比
2.4 复合抛物面聚光器的设计及工作原理
2.5 免跟踪线性菲涅尔集热器的整体设计及工作原理
2.6 本章小结
第三章 免跟踪线性菲涅尔集热器的模拟及分析
3.1 引言
3.2 免跟踪线性菲涅尔集热器的模型建立
3.3 模拟软件及模拟方法
3.4 模拟结果及分析
3.4.1 接收器安装位置对聚光性能的影响
3.4.2 不同太阳辐照度对聚光性能的影响
3.4.3 集热器一天模拟结果及分析
3.4.4 集热器一年模拟结果及分析
3.5 本章小结
第四章 免跟踪线性菲涅尔集热器的实验及分析
4.1 引言
4.2 集热器实验系统及其组成
4.2.1 一次聚光系统
4.2.2 二次聚光系统
4.2.3 集热系统
4.3 测量设备的选择
4.4 实验方案设计
4.5 实验结果与分析
4.5.1 无滑移对集热性能的影响
4.5.2 有滑移对集热性能的影响
4.5.3 实验结果与模拟数据对比
4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能技术的研究综述[J]. 徐生杰,席静,王静,梁斌. 山东化工. 2019(01)
[2]碟式太阳能复合圆锥型腔式吸热器热性能评估[J]. 邓倩,王跃社. 工程热物理学报. 2018(12)
[3]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[4]塔式太阳能镜场三轴支撑定日镜控制装置[J]. 杨琛,薛铮,方彦军,董政呈. 热力发电. 2018(12)
[5]点、线耦合聚焦塔式太阳能线菲定日镜追踪角时空变换特性研究[J]. 马玄,代彦军,李显,王如竹. 太阳能学报. 2018(07)
[6]未来世界能源发展展望[J]. 王帅,张绍辉,张利军,吴昊,杨依依,范虎. 石化技术. 2018(05)
[7]基于台达PLC可编成控制器的槽式单轴跟踪太阳能发电系统[J]. 胡惠军. 国内外机电一体化技术. 2018(02)
[8]一种采用腔体吸收器的线性菲涅尔太阳集热器性能分析与优化[J]. 周凌宇,代彦军,李显,王如竹. 太阳能学报. 2018(03)
[9]槽式复合多曲面太阳能聚光集热器光热性能研究[J]. 常泽辉,李文龙,王帅,侯静,张杰. 太阳能学报. 2018(03)
[10]基于腔体的双轴槽式系统集热特性动态测试[J]. 王志敏,田瑞,韩晓飞,赵科,齐井超. 太阳能学报. 2018(03)
博士论文
[1]光伏—光热—热化学互补的太阳能利用理论、方法与系统[D]. 李文甲.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]非成像光学系统的LED光源优化设计与分析[D]. 张巧芬.广东工业大学 2014
[3]线性菲涅耳反射太阳能聚光器的理论分析与实验研究[D]. 张谦.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]太阳能资源日波动稳定性分析方法的研究[D]. 郭元.西安理工大学 2018
[2]塔式太阳能发电光场跟踪控制系统研究[D]. 朱国栋.兰州交通大学 2018
[3]非对称非跟踪太阳能聚光器及其光热光电性能[D]. 王哲.大连理工大学 2018
[4]屋顶瓦片式抛物面非跟踪太阳能聚集器光热传输特性研究[D]. 张慈枝.福建工程学院 2018
[5]大型碟式太阳能热发电系统热性能及经济性分析[D]. 邴旖旎.东南大学 2017
[6]双轴跟踪槽式太阳能聚光集热系统性能测试与分析[D]. 齐井超.内蒙古工业大学 2017
[7]一种槽式太阳能聚光集热器的热性能实验研究[D]. 仇秋玲.东南大学 2016
[8]免跟踪菲涅尔式太阳能集热系统的设计与研究[D]. 张燕军.北京化工大学 2016
[9]水平单轴跟踪下的全内反射交叉三维非对称CPC的光学性能研究[D]. 张启超.云南师范大学 2016
[10]菲涅尔透镜聚光性能研究[D]. 陈志明.中国计量学院 2013
本文编号：3175776
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 聚光型太阳能集热器的研究现状
1.2.1 槽式太阳能集热器
1.2.2 塔式太阳能集热器
1.2.3 碟式太阳能集热器
1.2.4 菲涅尔式太阳能集热器
1.3 不同跟踪方式的太阳能集热器研究现状
1.3.1 免跟踪型太阳能集热器
1.3.2 单轴跟踪型太阳能集热器
1.3.3 双轴跟踪型太阳能集热器
1.4 对以往研究工作的总结
1.5 本文研究的主要内容
第二章 免跟踪线性菲涅尔集热器的设计及工作原理
2.1 引言
2.2 菲涅尔透镜
2.2.1 菲涅尔透镜的工作原理及分类
2.2.2 菲涅尔透镜的追迹方法
2.3 线性菲涅尔透镜的评价指标
2.3.1 聚光比
2.3.2 光学效率
2.3.3 光斑均匀度
2.3.4 高宽比
2.4 复合抛物面聚光器的设计及工作原理
2.5 免跟踪线性菲涅尔集热器的整体设计及工作原理
2.6 本章小结
第三章 免跟踪线性菲涅尔集热器的模拟及分析
3.1 引言
3.2 免跟踪线性菲涅尔集热器的模型建立
3.3 模拟软件及模拟方法
3.4 模拟结果及分析
3.4.1 接收器安装位置对聚光性能的影响
3.4.2 不同太阳辐照度对聚光性能的影响
3.4.3 集热器一天模拟结果及分析
3.4.4 集热器一年模拟结果及分析
3.5 本章小结
第四章 免跟踪线性菲涅尔集热器的实验及分析
4.1 引言
4.2 集热器实验系统及其组成
4.2.1 一次聚光系统
4.2.2 二次聚光系统
4.2.3 集热系统
4.3 测量设备的选择
4.4 实验方案设计
4.5 实验结果与分析
4.5.1 无滑移对集热性能的影响
4.5.2 有滑移对集热性能的影响
4.5.3 实验结果与模拟数据对比
4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能技术的研究综述[J]. 徐生杰,席静,王静,梁斌. 山东化工. 2019(01)
[2]碟式太阳能复合圆锥型腔式吸热器热性能评估[J]. 邓倩,王跃社. 工程热物理学报. 2018(12)
[3]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[4]塔式太阳能镜场三轴支撑定日镜控制装置[J]. 杨琛,薛铮,方彦军,董政呈. 热力发电. 2018(12)
[5]点、线耦合聚焦塔式太阳能线菲定日镜追踪角时空变换特性研究[J]. 马玄,代彦军,李显,王如竹. 太阳能学报. 2018(07)
[6]未来世界能源发展展望[J]. 王帅,张绍辉,张利军,吴昊,杨依依,范虎. 石化技术. 2018(05)
[7]基于台达PLC可编成控制器的槽式单轴跟踪太阳能发电系统[J]. 胡惠军. 国内外机电一体化技术. 2018(02)
[8]一种采用腔体吸收器的线性菲涅尔太阳集热器性能分析与优化[J]. 周凌宇,代彦军,李显,王如竹. 太阳能学报. 2018(03)
[9]槽式复合多曲面太阳能聚光集热器光热性能研究[J]. 常泽辉,李文龙,王帅,侯静,张杰. 太阳能学报. 2018(03)
[10]基于腔体的双轴槽式系统集热特性动态测试[J]. 王志敏,田瑞,韩晓飞,赵科,齐井超. 太阳能学报. 2018(03)
博士论文
[1]光伏—光热—热化学互补的太阳能利用理论、方法与系统[D]. 李文甲.中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所) 2018
[2]非成像光学系统的LED光源优化设计与分析[D]. 张巧芬.广东工业大学 2014
[3]线性菲涅耳反射太阳能聚光器的理论分析与实验研究[D]. 张谦.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]太阳能资源日波动稳定性分析方法的研究[D]. 郭元.西安理工大学 2018
[2]塔式太阳能发电光场跟踪控制系统研究[D]. 朱国栋.兰州交通大学 2018
[3]非对称非跟踪太阳能聚光器及其光热光电性能[D]. 王哲.大连理工大学 2018
[4]屋顶瓦片式抛物面非跟踪太阳能聚集器光热传输特性研究[D]. 张慈枝.福建工程学院 2018
[5]大型碟式太阳能热发电系统热性能及经济性分析[D]. 邴旖旎.东南大学 2017
[6]双轴跟踪槽式太阳能聚光集热系统性能测试与分析[D]. 齐井超.内蒙古工业大学 2017
[7]一种槽式太阳能聚光集热器的热性能实验研究[D]. 仇秋玲.东南大学 2016
[8]免跟踪菲涅尔式太阳能集热系统的设计与研究[D]. 张燕军.北京化工大学 2016
[9]水平单轴跟踪下的全内反射交叉三维非对称CPC的光学性能研究[D]. 张启超.云南师范大学 2016
[10]菲涅尔透镜聚光性能研究[D]. 陈志明.中国计量学院 2013
本文编号：3175776
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3175776.html
