槽式聚光太陽能系統(tǒng)光熱能量轉(zhuǎn)換利用理論與實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-24 11:50
線聚焦太陽能集熱器是規(guī)模化太陽能中高溫利用的主要技術(shù)。而拋物槽式太陽能集熱器(PTC)由于在中高溫利用中具有較高的光熱轉(zhuǎn)換效和在規(guī);瘧(yīng)用中具有很好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),被廣泛地應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電、太陽能空調(diào)及制冷、太陽能海水淡化、太陽能中溫制氫等領(lǐng)域。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,從聚光集熱(光熱轉(zhuǎn)換)到用熱過程,往往需要經(jīng)過多個(gè)能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),每一個(gè)環(huán)節(jié)都不可避免地存在熱能損失。因此,要實(shí)現(xiàn)高效集熱和用熱的目的,就必須盡可能地減小每個(gè)環(huán)節(jié)的能量損失。另外,系統(tǒng)的初始投入成本也是一個(gè)必須考慮的問題。但是,要實(shí)現(xiàn)低成本和高效集熱利用,目前的槽式太陽能系統(tǒng)在其聚光器、吸收器、跟蹤控制器、整體系統(tǒng)的布置安裝等方面仍然存在諸多關(guān)鍵問題需要解決。本文主要圍繞如何提高槽式太陽能系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換效率和熱利用率這一關(guān)鍵問題展開研究。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面。(1)對(duì)槽式聚光集熱器光熱轉(zhuǎn)換過程的基礎(chǔ)理論及相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了概括。對(duì)線聚焦集熱管的熱性能進(jìn)行了理論分析;設(shè)計(jì)了一種全玻璃真空隔熱的集熱管,并對(duì)其光熱性能進(jìn)行了理論分析和測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這種集熱管的集熱效率相當(dāng)于玻璃-金屬真空集熱管的90~93%,與腔體集熱管...
【文章來源】:云南師范大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:219 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
我國太陽能資源分布的特點(diǎn)[3,4]
槽式太陽能熱發(fā)電工程樣機(jī)發(fā)電成功,在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)國獨(dú)立建造大規(guī)模槽式太陽能熱發(fā)電站成為可能(。2013 年 9 月 12 日,經(jīng)國家能源局批準(zhǔn)的,我由深圳市金釩能源科技有限公司投資建設(shè)的 50MW肅省阿克塞哈薩克族自治縣正式開工。這是我國乃溫熔鹽型槽式太陽能熱發(fā)電站(《中國太陽能產(chǎn)業(yè) 年的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),工業(yè)是最主要的能源消耗行業(yè)007 年,世界范圍約有 90 個(gè)槽式太陽能加熱系統(tǒng),m2)。主要集中在酒業(yè)、紡織、塑料加工、化學(xué)制蒸發(fā)蒸餾、漂燙、殺菌消毒、烹飪、熔化和表面處方面,直接用于集熱的部分約為 45~65%,熱源要熱要求在 92~204 oC[36]的范圍。根據(jù)一個(gè)對(duì) 32 工業(yè)加熱的熱源要求在 100~400 oC[33]之間。由此用之一是工業(yè)加熱。
系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。表中同時(shí)給出了非 PTC 驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)制冷,其中的制冷系統(tǒng) COP為集熱器的集熱效率和機(jī)組的制冷效率(機(jī)組制冷 COP)的乘積。圖1-4為位于云南一通太陽能科技有限公司辦公樓頂上的槽式太陽能吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng)。關(guān)于該系統(tǒng)的具體參數(shù)、運(yùn)行情況及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果將在第七章中著重介紹。圖 1-4 位于云南一通太陽能科技有限公司辦公樓頂上的槽式太陽能吸收式制冷系統(tǒng)Fig. 1-4 PTC powered absorption chiller system installation on the top of office building ofYunnan yitong solar energy science and technology co. Ltd1.4 槽式太陽能系統(tǒng)光熱轉(zhuǎn)換利用過程中存在的問題雖然槽式集熱器在聚光太陽能技術(shù)中技術(shù)最為成熟,應(yīng)用也最為廣泛。然而,槽式太陽能的光熱轉(zhuǎn)換利用過程需要經(jīng)過一系列的能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)(例如集熱、熱能傳輸、儲(chǔ)熱、用熱等),每一個(gè)環(huán)節(jié)都不可避免地存在能量損失。因此,要實(shí)現(xiàn)高效集熱和用熱,就必須盡可能地減小每個(gè)環(huán)節(jié)的能量損失。另外,初始投入成本是一個(gè)必須考慮的問題。因?yàn)椋杀径喔,其利用價(jià)值將大打折扣,也不利于推廣。通過對(duì)以往研究工作和工程實(shí)踐的分析,目前槽式太陽能系統(tǒng)在理論、技術(shù)和安裝等方面仍然存在諸多關(guān)鍵問題急待解決。相關(guān)問題概述如下。首先是集熱管的設(shè)計(jì)問題。玻璃-金屬真空集熱管是目前使用最普遍的接收器。然而,雖然該種接收器的集熱效率最高,但在玻璃和金屬的封接技術(shù)上依然
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]腔體吸收器位置對(duì)太陽能槽式系統(tǒng)光熱轉(zhuǎn)換性能的影響[J]. 陳飛,李明,許成木,洪永瑞. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[2]槽式太陽能聚光器焦面能流密度分布的頻數(shù)統(tǒng)計(jì)分析[J]. 許成木,李明,季旭,蔡偉平. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[3]太陽能槽式系統(tǒng)反射鏡玻璃厚度對(duì)聚光特性的影響[J]. 陳飛,李明,季旭,羅熙,王六玲. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(12)
[4]一種大范圍太陽光線自動(dòng)跟蹤方法[J]. 卞新高,楊縫縫,辛秋霞. 太陽能學(xué)報(bào). 2010(10)
[5]采用拋物面槽聚焦集熱器的太陽能雙效吸收式制冷系統(tǒng)的性能研究[J]. 韓崇巍,季杰,何偉,裴剛. 太陽能學(xué)報(bào). 2010(02)
[6]基于CCD的聚焦光斑能流密度分布測(cè)量系統(tǒng)的研制[J]. 戴景民,劉穎,于天河. 光電子.激光. 2008(11)
[7]拋物柱面聚光器焦面能流分布特性研究[J]. 戴景民,劉穎. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(09)
[8]聚焦型太陽能集熱器中腔體吸收器的熱性能研究[J]. 張麗英,翟輝,代彥軍,王如竹. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2008(09)
[9]大型平板型/真空管太陽集熱器陣列排布問題研究[J]. 翟輝,代彥軍,吳靜怡,王如竹. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(05)
[10]拋物槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的模擬分析(英文)[J]. 曲航,趙軍,于曉. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(11)
博士論文
[1]反射聚光利用太陽能的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 江守利.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[2]采用腔體吸收器的線聚焦太陽能集熱器的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 翟輝.上海交通大學(xué) 2009
[3]太陽能雙效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的性能研究[D]. 韓崇巍.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]高精度太陽跟蹤傳感器與控制器的研究[D]. 楊培環(huán).武漢理工大學(xué) 2010
[2]太陽能吸收式制冷實(shí)驗(yàn)研究[D]. 阮建平.南京航空航天大學(xué) 2008
本文編號(hào):3407704
【文章來源】:云南師范大學(xué)云南省
【文章頁數(shù)】:219 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
我國太陽能資源分布的特點(diǎn)[3,4]
槽式太陽能熱發(fā)電工程樣機(jī)發(fā)電成功,在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)國獨(dú)立建造大規(guī)模槽式太陽能熱發(fā)電站成為可能(。2013 年 9 月 12 日,經(jīng)國家能源局批準(zhǔn)的,我由深圳市金釩能源科技有限公司投資建設(shè)的 50MW肅省阿克塞哈薩克族自治縣正式開工。這是我國乃溫熔鹽型槽式太陽能熱發(fā)電站(《中國太陽能產(chǎn)業(yè) 年的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),工業(yè)是最主要的能源消耗行業(yè)007 年,世界范圍約有 90 個(gè)槽式太陽能加熱系統(tǒng),m2)。主要集中在酒業(yè)、紡織、塑料加工、化學(xué)制蒸發(fā)蒸餾、漂燙、殺菌消毒、烹飪、熔化和表面處方面,直接用于集熱的部分約為 45~65%,熱源要熱要求在 92~204 oC[36]的范圍。根據(jù)一個(gè)對(duì) 32 工業(yè)加熱的熱源要求在 100~400 oC[33]之間。由此用之一是工業(yè)加熱。
系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。表中同時(shí)給出了非 PTC 驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)制冷,其中的制冷系統(tǒng) COP為集熱器的集熱效率和機(jī)組的制冷效率(機(jī)組制冷 COP)的乘積。圖1-4為位于云南一通太陽能科技有限公司辦公樓頂上的槽式太陽能吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng)。關(guān)于該系統(tǒng)的具體參數(shù)、運(yùn)行情況及實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果將在第七章中著重介紹。圖 1-4 位于云南一通太陽能科技有限公司辦公樓頂上的槽式太陽能吸收式制冷系統(tǒng)Fig. 1-4 PTC powered absorption chiller system installation on the top of office building ofYunnan yitong solar energy science and technology co. Ltd1.4 槽式太陽能系統(tǒng)光熱轉(zhuǎn)換利用過程中存在的問題雖然槽式集熱器在聚光太陽能技術(shù)中技術(shù)最為成熟,應(yīng)用也最為廣泛。然而,槽式太陽能的光熱轉(zhuǎn)換利用過程需要經(jīng)過一系列的能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)(例如集熱、熱能傳輸、儲(chǔ)熱、用熱等),每一個(gè)環(huán)節(jié)都不可避免地存在能量損失。因此,要實(shí)現(xiàn)高效集熱和用熱,就必須盡可能地減小每個(gè)環(huán)節(jié)的能量損失。另外,初始投入成本是一個(gè)必須考慮的問題。因?yàn)椋杀径喔,其利用價(jià)值將大打折扣,也不利于推廣。通過對(duì)以往研究工作和工程實(shí)踐的分析,目前槽式太陽能系統(tǒng)在理論、技術(shù)和安裝等方面仍然存在諸多關(guān)鍵問題急待解決。相關(guān)問題概述如下。首先是集熱管的設(shè)計(jì)問題。玻璃-金屬真空集熱管是目前使用最普遍的接收器。然而,雖然該種接收器的集熱效率最高,但在玻璃和金屬的封接技術(shù)上依然
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]腔體吸收器位置對(duì)太陽能槽式系統(tǒng)光熱轉(zhuǎn)換性能的影響[J]. 陳飛,李明,許成木,洪永瑞. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[2]槽式太陽能聚光器焦面能流密度分布的頻數(shù)統(tǒng)計(jì)分析[J]. 許成木,李明,季旭,蔡偉平. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[3]太陽能槽式系統(tǒng)反射鏡玻璃厚度對(duì)聚光特性的影響[J]. 陳飛,李明,季旭,羅熙,王六玲. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(12)
[4]一種大范圍太陽光線自動(dòng)跟蹤方法[J]. 卞新高,楊縫縫,辛秋霞. 太陽能學(xué)報(bào). 2010(10)
[5]采用拋物面槽聚焦集熱器的太陽能雙效吸收式制冷系統(tǒng)的性能研究[J]. 韓崇巍,季杰,何偉,裴剛. 太陽能學(xué)報(bào). 2010(02)
[6]基于CCD的聚焦光斑能流密度分布測(cè)量系統(tǒng)的研制[J]. 戴景民,劉穎,于天河. 光電子.激光. 2008(11)
[7]拋物柱面聚光器焦面能流分布特性研究[J]. 戴景民,劉穎. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(09)
[8]聚焦型太陽能集熱器中腔體吸收器的熱性能研究[J]. 張麗英,翟輝,代彥軍,王如竹. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2008(09)
[9]大型平板型/真空管太陽集熱器陣列排布問題研究[J]. 翟輝,代彥軍,吳靜怡,王如竹. 太陽能學(xué)報(bào). 2008(05)
[10]拋物槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的模擬分析(英文)[J]. 曲航,趙軍,于曉. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(11)
博士論文
[1]反射聚光利用太陽能的基礎(chǔ)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 江守利.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[2]采用腔體吸收器的線聚焦太陽能集熱器的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 翟輝.上海交通大學(xué) 2009
[3]太陽能雙效溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的性能研究[D]. 韓崇巍.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[4]太陽能聚光器聚焦光斑能流密度分布的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 劉穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]高精度太陽跟蹤傳感器與控制器的研究[D]. 楊培環(huán).武漢理工大學(xué) 2010
[2]太陽能吸收式制冷實(shí)驗(yàn)研究[D]. 阮建平.南京航空航天大學(xué) 2008
本文編號(hào):3407704
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