槽式太阳能抛物面集热器光学性能研究

发布时间：2021-06-08 13:52

　　槽式太阳能抛物面集热器是槽式太阳能热发电系统中的重要部件,其效率直接影响电厂的发电效率。而集热器效率受其光学性能和传热性能综合影响。集热器吸收管表面光学聚光比分布是集热器传热性能分析的重要边界条件,因此对光学聚光分布比的正确分析会对整个集热器效率的提高产生积极作用。本论文以槽式抛物面集热器的散焦现象为切入点,主要分析了影响集热器光学性能的因素,并用Monte Carlo光线追踪法对集热器光学性能进行计算机模拟研究,分析太阳形状、跟踪误差对吸收管表面光学聚光比的影响规律。通过对计算机模拟结果统计分析和几何光学分析,找到吸收管表面光学聚光比的分布规律,并用拟合函数来定量描述其分布情况。论文主要结果包括:（1）得到了槽式抛物面集热器的最大几何聚光比和最小几何聚光比;（2）准确可信的Monte Carlo光线跟踪法计算机模拟程序;（3）考虑太阳形状影响时,几何聚光比和边缘角对吸收管表面光学聚光比的影响变化;（4）拟合出了具有明确物理意义且精度高的吸收管表面光学聚光比的分布函数。 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

我国发电总装机容量/亿kW

随着我国工业化进程的不断加快，能源消耗和电力需求呈现出快速增长的态势。1987 年我国发电装机容量达到第一个 1 亿 kW，此后，又用了 8 年时间跨越第二个 1 亿 kW，1995 年达到 2.17 亿 kW，2000 年达到 3.19 亿 kW，2004 年达到 4.42 亿 kW，2005 年达到 5.17 亿 kW，2006 年新增发电装机超过 1 亿 kW，发电装机容量达到 6.22 亿 kW。仅 2007 年半年新增的发电装机容量就超过了改革开放以前 30 年我国发电装机容量的总和[1]。截至 2008 年底，全国发电装机容量达到 7.92 亿 kW，是 1978 年的 13.87 倍，但其中主要是以煤电为主导，占总装机容量的 75.9%[2]，可再生能源发电装机容量的比例很小。自《可再生能源法》实施以来，全国可再生能源发电装机容量和发电量逐年增长。据国家电力监管委员会统计[3]，截至 2008 年底：全国可再生能源发电装机约为 1.5 亿 kW，占当年全国总装机容量的 21.6%，其中水电、风电、生物质能发电装机容量分别占总装机容量的 20.64%、0.78%、0.15%。

槽型抛物面太阳能集热器（Parabolic Trough Concentrator, PTC）是线聚焦集热器。PTC 是槽型抛物面太阳能电站聚光集热子系统的核心部件，由抛物面槽型反射器、接收器和附属装置组成。下图为槽式抛物面对一组平行光线的汇聚作用示意图。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的抛物槽式太阳能集热器集热管一维稳态模型[J]. 杨润,李斌.  可再生能源. 2008(04)
[2]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)
[3]碟式抛物面太阳能聚能器焦面特性数值仿真[J]. 帅永,夏新林,谈和平.  太阳能学报. 2007(03)
[4]组合跟踪的槽式聚焦集热器太阳辐照量的研究[J]. 周希正,李明,魏生贤,王六玲.  能源工程. 2006(06)
[5]太阳光不平行度对太阳能聚集性能影响的数值研究[J]. 杜胜华,夏新林,唐尧.  太阳能学报. 2006(04)
[6]抛物槽集热器的能量效率[J]. 刘毓伟,陈滨,庄智,郑洪男.  可再生能源. 2005(05)
[7]抛物柱面聚焦的几种跟踪方式的光学性能分析[J]. 陈维,李戬洪.  太阳能学报. 2003(04)
[8]蒙特卡罗方法及应用[J]. 尹增谦,管景峰,张晓宏,曹春梅.  物理与工程. 2002(03)
[9]抛物跟踪式太阳高温集热器的研究[J]. 王志峰.  太阳能学报. 2000(01)
[10]光线跟踪算法中的求交问题[J]. 张胜修,程毅之.  计算机工程. 1996(02)



本文编号：3218592