【摘要】：圓管CPC(Ccompound Pparabolic Cconcentrators,CPC)由圓管吸收體和CPC反射面組成,在太陽能熱利用中有著廣泛的應用。而在CPC的優(yōu)化設計和性能評價時,必須知道其光學效率與與入射角的關(guān)系。長期以來,基于圓管CPC的光學效率的分析依賴與光線追蹤分析,但該方法工作量大,有時因設計方案數(shù)量巨大甚至是不可能的,為此,本文將從理論上建立了基于圓管CPC光學效率因子與入射角的數(shù)學模型,從而便于CPC性能分析。首先從理論上建立了計算對稱CPC(Symmetric CPC,S-CPC)光學效率的二次、三次及四次反射數(shù)學模型。研究結(jié)果表明,當光線垂直入射到S-CPC的采光面時,40%以上的光線需要經(jīng)過2次以上的反射才能到達吸收體。模擬分析與理論計算對比表明,三次反射模型可以用來精確預測基于S-CPC的光學性能。其次從理論上建立了計算非對稱CPC(Asymmetric CPC,A-CPC)光學效率的二次、三次和四次反射數(shù)學模型,模擬分析與理論計算對比表明,二次反射數(shù)學模型可以準確預測A-CPC的光學性能。最后,根據(jù)真空管的幾何特性,本文提出了六種適用于全玻璃真空管的A-CPC設計方案。研究表明:從接收角范圍內(nèi)平均光學效率來看,依據(jù)“帽型”吸收體設計的底部V型腔(方案六)的A-CPC最優(yōu),依據(jù)真空管外管設計(方案一)的A-CPC最差;從年采光量來看,方案一的A-CPC因幾何聚光比最大,年采光量最大;從單位采光面積的聚光量來看,方案六最大,除方案一外,其他設計方案相差不大。依據(jù)玉溪的地理緯度(北緯,24.254271°)和每天有效運行時間6小時的要求,設計制作了依據(jù)“帽型”吸收體設計(方案五)的全玻璃真空管A-CPC聚光集熱器,該A-CPC集熱器東西向水平放置,集熱器采光面積為2.7 m2,不銹鋼的鏡面反射率(?)為69.44%,在接收角度范圍內(nèi)的平均效率因子(?)為52.55%。實驗測量顯示該集熱器的熱效率在38-40%之間。
【圖文】：

合拋物面聚光器 ④SRTA:固定的球形反射光線的能量密度低，當太陽光直接照射普通非聚光溫度的工質(zhì)供給工業(yè)用于中溫利用。根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)集中在 100 ℃以上的中溫用熱,有一半的能源以，為了提高太陽光的能流密度,選擇合適的集熱器的要求，從而實現(xiàn)太陽能的中溫利用，同時也能為濟市場。集熱器物面反射鏡、玻璃真空集熱管（或者其他類型的吸構(gòu)成[24]。它是將太陽光經(jīng)過反射形成一條線狀光斑吸收體內(nèi)的工質(zhì)經(jīng)過加熱后形成高溫工質(zhì)，然后經(jīng)動蒸汽輪機循環(huán)發(fā)電。早在 19 世紀 90 年代，國際研究，，包括美國的國家可再生實驗室 NREL(Natatory), 國 際 能 源 機 構(gòu) IEA(International Energy A。

圖 1.2 碟式拋物面鏡聚光點聚焦集熱器集熱器與分布式聚光器不同的地方的是它們的吸熱有一個高塔，如下圖所示，高塔的頂部配有一個用的四周配有很多平面反射鏡，它們會將太陽光反射中心接收器內(nèi)的流動工質(zhì)，將熱量傳遞給水，將水氣，借以推動蒸汽輪機發(fā)電，一部分熱能會儲存在光系統(tǒng)主要由聚光、集熱、蓄熱、發(fā)電等子系統(tǒng)部
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK513.1

【參考文獻】

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1 萬春華;;一種新型太陽能集熱裝置——太陽能多級加熱系統(tǒng)[J];建筑節(jié)能;2011年09期

2 王朝兵;陳小安;卓婭;;新型定日鏡精密跟蹤機構(gòu)的傳動精度研究[J];西安交通大學學報;2014年01期

本文編號：2696650