新型菲涅爾自然循環(huán)平板太陽能集熱系統(tǒng)優(yōu)化設計.pdf

1、能源是近代社會發(fā)展的支柱，是最基本的物質(zhì)基礎。隨著后工業(yè)化時代的到來，太陽能作為取之不盡、用之不竭的環(huán)保新能源，將逐漸成為世界能源的主角。我國在太陽能工業(yè)應用方面起步較晚，在太陽能熱利用的發(fā)展上面臨無商業(yè)運作經(jīng)驗、投資成本大經(jīng)濟收益小、產(chǎn)品（熱水）品味低等問題。線性菲涅耳平板太陽能集熱系統(tǒng)（Linear Fresnel Reflector，LFR））使用平面反射鏡，易于制造、價格低廉，與其它聚焦太陽能系統(tǒng)相比具有顯著優(yōu)勢，得到了世界各國

2、的高度重視和普遍關注。本文結合菲涅耳反射高倍聚光加熱、平板結構與建筑物相融合的特點以及自然循環(huán)結構簡單穩(wěn)定性好的特點，設計一個典型的5kW功率新型菲涅耳自然循環(huán)平板太陽能集熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)能產(chǎn)生180℃左右的中高溫蒸汽。
　　本文首先設計了集熱系統(tǒng)的聚光裝置，介紹了CPC（Compound Parabolic Collector，CPC）復合拋物聚光器的原理，結合5kW集熱系統(tǒng)所選用的集熱管尺寸，優(yōu)化設計了CPC?；贛atlab及

3、太陽位置變化參數(shù)，將反射鏡場的布置和CPC特性結合起來，得到了鏡場傾角變化規(guī)律。
　　其次，利用迭代計算得到了5kW線性菲涅耳集熱系統(tǒng)的鏡元間距。分析了鏡場傾角的必要性，并針對該特性設計了調(diào)節(jié)傾角的裝置。理論分析了末端損失，并對大型工業(yè)化應用中的線性菲涅耳系統(tǒng)降低末端損失提出了設計建議。
　　然后設計了集熱系統(tǒng)的跟蹤控制模塊，并在前面工作基礎上綜合設計了5kW新型菲涅耳自然循環(huán)平板太陽能集熱系統(tǒng)。同時，對集熱管的熱流密度和含