太陽能對于降低建筑能耗,實現(xiàn)建筑節(jié)能發(fā)展目標具有重要的作用。針對太陽能分散性和不穩(wěn)定性,聚光器可以提高吸收器上的太陽輻射照度,減少昂貴的吸收器面積,從而減少熱損失,并獲得更高的溫度,且降低成本。目前應用于建筑的太陽能聚光器大多存在著可吸收的太陽入射角范圍小,需要跟蹤系統(tǒng),具有較大的高寬比,加工精度高,聚光均勻性差等問題,因此開發(fā)接收角范圍大、結構簡單、光學效率高且聚光均勻性較好的聚光器并對其進一步地研究和應用具有重要意義。首先,本研究提出了一種非對稱非跟蹤型聚光器,其優(yōu)勢在于接收角范圍大且光學效率高,體型較小,結構扁平化,聚光相對傳統(tǒng)聚光器比較均勻。通過理論計算給出了設計方案,主要包含三個步驟:根據地理緯度及設計條件確定設計入射角₀以及平面鏡塊數n;理論計算各塊平面鏡的端點的坐標計算式;以幾何聚光比最大為優(yōu)化目標,確定各平面鏡傾斜角度。其次,利用光學仿真軟件TracePro模擬分析了光學性能。模擬結果顯示:聚光器可完全接收的入射角范圍為[₀,90°),當入射角小于設計入射角₀時,只有部分光線能被吸收;增大n和_0...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 太陽能聚光器概述
        1.2.2 CPC國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.3 ACPC國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.4 新型聚光器研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.3 建筑一體化對太陽能聚光器的要求
    1.4 存在的問題與不足
    1.5 課題研究內容與思路
        1.5.1 研究內容
        1.5.2 技術路線
2 非對稱非跟蹤聚光器設計及光學性能研究
    2.1 聚光器結構的提出與設計方法
        2.1.1 聚光比分析
        2.1.2 聚光比與單晶硅效率的關系
        2.1.3 材料選擇
    2.2 光學性能研究
        2.2.1 方法及評價
        2.2.2 結果與分析
    2.3 聚光器的優(yōu)勢分析與應用場合
    2.4 本章小結
3 復合平面聚光集熱器性能試驗研究
    3.1 聚光集熱器設計與制作
    3.2 試驗原理及熱工評價方法
    3.3 聚光集熱器熱工性能試驗臺設計
        3.3.1 試驗臺測試系統(tǒng)
        3.3.2 試驗臺工質選擇
        3.3.3 基于誤差分配的儀器選擇
    3.4 試驗過程
    3.5 試驗結果與分析
        3.5.1 穩(wěn)態(tài)測試結果
        3.5.2 動態(tài)測試結果
    3.6 本章小結
4 聚光集熱器熱性能模擬研究
    4.1 控制方程
    4.2 傳熱計算
        4.2.1 太陽輻射
        4.2.2 對流換熱量計算
        4.2.3 輻射換熱量計算
    4.3 數值求解
    4.4 模型驗證
    4.5 結構參數分析
        4.5.1 反射面的反射率
        4.5.2 聚光比
        4.5.3 空氣層厚度
        4.5.4 結構參數優(yōu)選方案
    4.6 運行參數分析
        4.6.1 太陽總輻照度和散射輻照度
        4.6.2 工質進口溫度和環(huán)境溫度
        4.6.3 環(huán)境風速
        4.6.4 工質流速
    4.7 本章小結
5 復合平面聚光PV/T組件性能測試
    5.1 PVT組件結構形式
    5.2 聚光PVT組件自制過程
    5.3 聚光PVT組件性能測試
        5.3.1 實驗原理
        5.3.2 聚光PVT組件性能評價
        5.3.3 聚光PVT組件實測結果
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3968325