為了提高碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中圓柱型集熱器的光學(xué)性能,文章利用Tracepro光學(xué)軟件建立了圓柱型集熱器-聚光器仿真模型,并通過(guò)數(shù)值模擬分析了當(dāng)圓柱型集熱器采光口平面與聚光器焦點(diǎn)之間的距離發(fā)生變化時(shí),采光口平面上能流密度的分布情況,以確定圓柱型集熱器的最佳位置,此外,還分析了錐腔徑比對(duì)圓柱型集熱器光學(xué)性能的影響。分析結(jié)果表明:采光口平面距離聚光器焦點(diǎn)越近,采光口平面上能流密度的分布趨勢(shì)越趨近于高斯分布,即越接近實(shí)際分布情況;錐腔徑比越大,圓柱型集熱器的光學(xué)性能越好,當(dāng)錐腔徑比為0.95時(shí),圓柱型集熱器的光學(xué)效率為75.3%,比錐腔徑比為0.30時(shí)高出14.1%。 

【文章來(lái)源】：可再生能源. 2018,36(12)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

當(dāng)聚光器焦點(diǎn)與圓盤(pán)之間的距離發(fā)（c）

布。這主要是由于圓盤(pán)遮擋了碟式聚光器的中心，使得碟式聚光器反射到圓盤(pán)上的太陽(yáng)光線的數(shù)目隨之減少，并且圓盤(pán)與聚光器焦點(diǎn)之間的距離越大，遮擋效果越明顯。2.3焦平面溫度測(cè)量基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件，利用熱電偶對(duì)聚光器焦平面溫度進(jìn)行測(cè)量，由能量守恒定律和普朗克定律可知，太陽(yáng)輻射能流密度越大，聚光器焦平面溫度越高。本文對(duì)比分析了聚光器焦平面實(shí)際溫度與圓盤(pán)能流密度仿真結(jié)果的分布情況。若聚光器焦平面實(shí)際溫度的分布趨勢(shì)與圓盤(pán)能流密度仿真結(jié)果的分布趨勢(shì)相一致，均呈現(xiàn)出中心高、四周低的變化趨勢(shì)，則證明本文的仿真結(jié)果符合能量守恒定律和普朗克定律，這為下文集熱器的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。圖3為當(dāng)圓盤(pán)位于碟式聚光器焦點(diǎn)處（焦平面上）時(shí)，圓盤(pán)表面的溫度測(cè)量值和能流密度仿真值沿徑向的分布情況。圓盤(pán)表面溫度的測(cè)試時(shí)間為2017年9月3日，測(cè)試地點(diǎn)為呼和浩特，環(huán)境溫度為26℃，太陽(yáng)輻照度為800W/m2。由圖3可知，圓盤(pán)中心的溫度較高，并且沿徑向溫度逐漸降低，這是由于碟式聚光器的焦點(diǎn)是其反射光線的焦點(diǎn)，當(dāng)圓盤(pán)位于蝶式聚光器焦點(diǎn)處時(shí)，圓盤(pán)中心與蝶式聚光器的焦點(diǎn)相重合，圓盤(pán)中心所接收到的太陽(yáng)光線最多，因此圓盤(pán)中心的溫度較高。由圖3還可看出，自圓盤(pán)中心沿著徑向方向，能流密度急劇下降，呈現(xiàn)出理想的高斯分布變化趨勢(shì)。綜上可知，圓盤(pán)溫度的測(cè)量值和能流密度仿真值的變化趨勢(shì)基本一致。該現(xiàn)象符合能量守恒定律和普朗克定律，說(shuō)明本文模型的仿真結(jié)果比較準(zhǔn)確。碟式聚光器焦平面溫度測(cè)量值的云圖見(jiàn)圖4。

布。這主要是由于圓盤(pán)遮擋了碟式聚光器的中心，使得碟式聚光器反射到圓盤(pán)上的太陽(yáng)光線的數(shù)目隨之減少，并且圓盤(pán)與聚光器焦點(diǎn)之間的距離越大，遮擋效果越明顯。2.3焦平面溫度測(cè)量基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件，利用熱電偶對(duì)聚光器焦平面溫度進(jìn)行測(cè)量，由能量守恒定律和普朗克定律可知，太陽(yáng)輻射能流密度越大，聚光器焦平面溫度越高。本文對(duì)比分析了聚光器焦平面實(shí)際溫度與圓盤(pán)能流密度仿真結(jié)果的分布情況。若聚光器焦平面實(shí)際溫度的分布趨勢(shì)與圓盤(pán)能流密度仿真結(jié)果的分布趨勢(shì)相一致，均呈現(xiàn)出中心高、四周低的變化趨勢(shì)，則證明本文的仿真結(jié)果符合能量守恒定律和普朗克定律，這為下文集熱器的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。圖3為當(dāng)圓盤(pán)位于碟式聚光器焦點(diǎn)處（焦平面上）時(shí)，圓盤(pán)表面的溫度測(cè)量值和能流密度仿真值沿徑向的分布情況。圓盤(pán)表面溫度的測(cè)試時(shí)間為2017年9月3日，測(cè)試地點(diǎn)為呼和浩特，環(huán)境溫度為26℃，太陽(yáng)輻照度為800W/m2。由圖3可知，圓盤(pán)中心的溫度較高，并且沿徑向溫度逐漸降低，這是由于碟式聚光器的焦點(diǎn)是其反射光線的焦點(diǎn)，當(dāng)圓盤(pán)位于蝶式聚光器焦點(diǎn)處時(shí)，圓盤(pán)中心與蝶式聚光器的焦點(diǎn)相重合，圓盤(pán)中心所接收到的太陽(yáng)光線最多，因此圓盤(pán)中心的溫度較高。由圖3還可看出，自圓盤(pán)中心沿著徑向方向，能流密度急劇下降，呈現(xiàn)出理想的高斯分布變化趨勢(shì)。綜上可知，圓盤(pán)溫度的測(cè)量值和能流密度仿真值的變化趨勢(shì)基本一致。該現(xiàn)象符合能量守恒定律和普朗克定律，說(shuō)明本文模型的仿真結(jié)果比較準(zhǔn)確。碟式聚光器焦平面溫度測(cè)量值的云圖見(jiàn)圖4。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]改進(jìn)半球形腔式吸熱器熱性能數(shù)值模擬[J]. 王俊杰,田瑞,王亞輝,王召陽(yáng).  可再生能源. 2013(05)
[3]拋物碟式太陽(yáng)能聚光器的聚光特性分析與設(shè)計(jì)[J]. 王云峰,季杰,何偉,陳海飛.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
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[6]碟式聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)用腔式吸熱器熱性能分析[J]. 張春平,劉志剛,趙耀華,唐大偉.  上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)

博士論文
[1]太陽(yáng)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]碟式太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)腔式吸熱器光熱性能研究及優(yōu)化[D]. 杜艷秋.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2016
[2]碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中腔式吸熱器光熱性能的數(shù)值研究及優(yōu)化[D]. 毛青松.華南理工大學(xué) 2012
[3]碟式斯特林太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的模型構(gòu)建和優(yōu)化研究[D]. 何堅(jiān).蘭州理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3219401