兩種線聚光太陽(yáng)能集熱器動(dòng)態(tài)熱性能的研究.pdf

1、線聚光太陽(yáng)能集熱器的運(yùn)行溫度較高，可提供比普通太陽(yáng)能集熱器更高品位的熱能，在太陽(yáng)能光熱發(fā)電以及集中供暖或制冷系統(tǒng)中有著很好的應(yīng)用前景。現(xiàn)階段，針對(duì)線聚光太陽(yáng)能集熱器熱性能的研究仍多采用穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法，但由于此類集熱器的熱性能受太陽(yáng)直射輻射資源以及其他因素動(dòng)態(tài)變化的影響，穩(wěn)態(tài)測(cè)試方法并不能準(zhǔn)確反映集熱器的實(shí)際運(yùn)行能力。因此，有必要在太陽(yáng)直射輻射資源分析的基礎(chǔ)上，開(kāi)展線聚光太陽(yáng)能集熱器動(dòng)態(tài)熱性能的實(shí)驗(yàn)與模擬研究。
　　本文以天津地區(qū)太陽(yáng)

2、輻射資源監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，對(duì)槽式太陽(yáng)能集熱器(PTC)與線性菲涅爾反射器(LFR)的動(dòng)態(tài)熱性能開(kāi)展了研究。測(cè)試與分析了兩類集熱器在不同天氣、不同季節(jié)以及不同運(yùn)行參數(shù)等條件下熱性能的動(dòng)態(tài)變化。并選用British Standard EN12975(2006)中的聚光式太陽(yáng)能集熱器熱性能預(yù)測(cè)模型，對(duì)集熱器的長(zhǎng)期集熱能力進(jìn)行了模擬。最后，對(duì)天津地區(qū)線聚光太陽(yáng)能集熱器的適用性進(jìn)行了初步分析。
　　太陽(yáng)能資源基礎(chǔ)方面，天津地區(qū)2013~2014年

3、度太陽(yáng)直射輻射總量為3838.88MJ/m2，其中可利用的直射輻射量為2987.98 MJ/m2。年度有效日照時(shí)間為1633.3h，占總?cè)照諘r(shí)間的71.6％。而通過(guò)長(zhǎng)期的集熱器動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，除設(shè)計(jì)因素外，太陽(yáng)直射輻射強(qiáng)度是PTC與LFR動(dòng)態(tài)熱性能最主要的影響因素。直射輻射強(qiáng)度由900W/m2減小到300W/m2，兩類集熱器的瞬時(shí)集熱效率均下降10%~20%。系統(tǒng)工質(zhì)流量的影響次之，較大流量下的集熱器動(dòng)態(tài)集熱效率較高。相同工況下，單位

4、聚光面積的LFR總集熱量約為PTC的71.7%，而LFR在各月的平均集熱效率也比PTC低約10%~18%。在本文實(shí)驗(yàn)條件下，PTC的整體運(yùn)行表現(xiàn)優(yōu)于LFR。模擬研究方面，預(yù)測(cè)模型對(duì)PTC與LFR長(zhǎng)期集熱能力的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合程度較好。對(duì)PTC的總預(yù)測(cè)誤差率僅為-1.0%，對(duì)LFR也僅為3.7%，但在逐時(shí)預(yù)測(cè)精度上仍有不足。
　　本文研究表明，天津地區(qū)具有較好的太陽(yáng)直射輻射資源，且實(shí)驗(yàn)中的PTC與LFR在運(yùn)行條件受到一定限制的