抛物面槽式太阳能集热器热性能分析与预测技术研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:redfox1234
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随着如今世界能源体制变革,开发和应用可再生能源已经成为世界各国能源发展的新方向,聚光型太阳能热利用技术正处于可再生能源研究领域前沿技术的浪潮。其中抛物面槽式太阳能集热系统由于模块化制作、技术成熟,在中高温领域得到了较快的发展,在实际生产生活中应用广泛。本文基于北京延庆抛物面槽式太阳能集热器光热性能测试实验平台,开展入射角修正系数实验测试,进而建立并完善槽式集热器预测模型,并通过进行不同工况下的实验对于预测模型进行验证分析。鉴于以上研究目的,本文主要做了以下研究工作:(1)基于槽式太阳能集热器光热性能测试平台,建立太阳跟踪模型。通过理论和实验分析不同入射角对测试平台跟踪系统的跟踪效果,分析实验平台跟踪系统的精度与准确性,并依据理论计算结果优化实验平台,减少因跟踪误差对后续实验测试的影响;(2)实验测试获得槽式太阳能集热器的入射角修正系数。通过理论推导出应用热工原理测试入射角修正系数的计算公式,利用测试实验平台测得不同入射角下的入射角修正系数,得出入射角修正系数与入射角之间的函数关系,同时开展了温度、DNI对入射角修正系数的影响及规律研究。结果表明,温度对于入射角修正系数的影响很小;DNI对入射角修正系数影响较大,建议在测试入射角修正系数时在规定的DNI范围内进行测试;(3)通过建立槽式太阳能集热器的传热模型,开发了基于TRNSYS软件平台的槽式集热器热性能预测模型,采用本文测试的入射角修正系数,对不同温度、DNI工况下的集热器进行模拟计算,并与实验数据进行验证。结果表明,在短时间预测模型计算结果内与实际计算结果相对误差在6%以内,对于长时间南北向东西轴跟踪的稳定工况,传热流体的出口温度预测效果良好,相对误差在6%之内,计算有效得热量的相对误差主要在5%~10%之间。
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