槽式聚焦太陽能集熱器及其應用研究.pdf

1、槽式聚焦太陽能集熱器作為中高溫集熱器的一種,能夠獲得較高的集熱溫度,可用于發(fā)電、制冷空調、采暖、海水淡化等生產和生活領域。傳統(tǒng)槽式太陽能集熱裝置吸收器采用真空玻璃管結構,即內管采用金屬管,管內走加熱介質,金屬管外涂覆選擇性吸收涂層,再外面為玻璃管,玻璃管與金屬管間抽真空以抑制對流和傳導熱損失。由于玻璃和金屬封接膨脹系數不同,這種結構的吸收器目前成本高,使用壽命較短,可靠性受到影響。本文提出一種腔體吸收器結構,不采用玻璃真空管結構,而通過

2、輻射腔體換熱原理抑制吸收器輻射和對流損失,實現了較好效果。論文對可利用于槽式聚焦型太陽能集熱器的4種腔體式吸收器做了較詳細的分析,這四種腔體結構分別為：三角形,正方形,圓形和半圓形。開展了包括基于FLUENT的熱性能和基于TracePro的光學性能建模和分析。熱性能分析包括不同吸熱面溫度(90℃和150℃)、傾斜角α以及不同形狀玻璃蓋層對熱損失的影響.搭建了以菲涅爾透鏡為聚光器的光學效率測試和最佳開口寬度測試實驗裝置。研究發(fā)現,三角形腔

3、體具有最佳的光學效率.此外各腔體的熱損失測試發(fā)現三角形腔體的熱性能最好。當α=180,Ti=90℃(進口溫度),且聚光開口寬度為3m時,三角形腔體集熱效率可以達到65.8%。對腔體吸收器不同蓋板類型進行了分析,從基于半圓式腔體的蓋層熱效率測試實驗結果看,圓形蓋層(YG)的熱損失系數最小(相比于平板形PB,V形玻璃蓋層),其值為1.3635W/m2.K。最后建立了一種基于槽式聚焦型太陽能集熱器的地熱與太陽能聯合發(fā)電系統(tǒng),分析了系統(tǒng)各因子對