基于槽式拋物面聚光和人工黑體的高效太陽能集熱器研發

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        基于槽式拋物面聚光和人工黑體的高效太陽能集熱器研發
        發布時間: 2014-03-14  作者:  瀏覽次數: 986

        項目名稱:基于槽式拋物面聚光和人工黑體的高效太陽能集熱器研發

        立項年份:2011年

          指導教師:鞏亮,講師;研究方向:流體與傳熱的數值研究

          項目成員:

          閆凱,2009級,工程力學;李玉杰,2009級,工程力學;

          李洪巖,2009級,熱能與動力工程;冷川,2009級,熱能與動力工程;

          張瑩,2009級,油氣儲運工程。

          項目簡介:

          本項目擬研發一種基于槽式雙反射鏡聚光和人工黑體的新型太陽能集熱器。新型集熱器將采用槽式雙反射鏡聚光,集熱管可以在反射鏡下部保持不動,克服了傳統集熱管安裝不便的缺點,并使太陽光跟蹤裝置的能量消耗明顯降低;新型三管連接式腔體吸收器克服了傳統真空集熱管向外界有光學損失、輻射換熱、對流換熱的缺點,提高了吸收器的集熱效率。使用Tracepro和Fluent仿真實驗發現:當鏡面反射率均為0.86時,傳統集熱器集熱效率為45.3%,本裝置集熱效率為56.1%,比傳統集熱器效率提升10.8%。

          創新點描述:

          新型集熱器采用槽式雙反射鏡聚光,克服了傳統集熱管不利于安裝和保溫的缺點,并使太陽光跟蹤裝置的能量消耗明顯降低;利用人工黑體原理,設計了新型三管連接式腔體吸收器,明顯降低了真空集熱管向外界的光學損失、輻射換熱損失和對流換熱損失,提高了吸收器的集熱效率。


            1.副鏡支座 2.副反射鏡 3.太陽光信號接收器 4.后軸承 5.主反射鏡 6.裝置支座7.步進電機

          8.非真空集熱管組9.人工黑體腔10.傳動齒輪11.前軸承12.傳動螺桿13.裝置支架

          圖1新型太陽能集熱器3D模型圖


        圖2仿真實驗截圖


        圖3集熱器全天運行情況模擬

          注:傳統槽式集熱方案為方案A;人工黑體腔內放置單根集熱管為方案B,放置三根真空集熱管為方案C。


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