广东工业大学学报 ›› 2019, Vol. 36 ›› Issue (05): 86-93.doi: 10.12052/gdutxb.180181

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滑移式线性菲涅尔太阳能集热器的设计及实验研究

卢梓健1, 黄金1,2, 胡艳鑫1, 王海1, 陈友鹏1   

  1. 1. 广东工业大学 材料与能源学院, 广东 广州 510006;
    2. 肇庆学院 环境与化学工程学院, 广东 肇庆 526061
  • 收稿日期:2018-12-26 出版日期:2019-08-21 发布日期:2019-09-23
  • 通信作者: 黄金(1975-),男,教授,博士,博士生导师,主要研究方向为新型能源材料与储能技术、太阳能热利用及转换技术.E-mail:huangjinger@126.com E-mail:huangjinger@126.com
  • 作者简介:卢梓健(1994-),男,硕士研究生,主要研究方向为太阳能的光热利用.
  • 基金资助:
    广州市科技计划产学研协同创新重大专项资助项目（201704030009）；中国博士后科学基金资助项目（2018M633014）；广东工业大学研究生创新项目（2017YJSCX026）

Design and Experimental Study of Sliding Linear Fresnel Solar Collector

Lu Zi-jian1, Huang Jin1,2, Hu Yan-xin1, Wang Hai1, Chen You-peng1   

  1. 1. School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China;
    2. School of Environmental and Chemical Engineering, Zhaoqing University, Zhaoqing 526061, China
  • Received:2018-12-26 Online:2019-08-21 Published:2019-09-23

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2733

摘要： 介绍了一种滑移式线性菲涅尔太阳能集热器的设计方法及其工作原理.当真太阳时为10：00~14：00时，在TracePro中对此集热器进行光路模拟，得出一天中光斑的变化情况，并与实验结果进行对比，最后进行全年光斑模拟分析.模拟及实验结果表明：两曲线规律基本一致，均呈现先增大后减少的抛物线对称分布规律；集热器有滑移时一天中的平均集热效率为22.90%，模拟等效平均集热效率为24.45%，无滑移时平均集热效率为6.40%.

关键词: 太阳能, 滑移式, 菲涅尔, 集热器, 集热效率

Abstract: The design method and its working principle of a sliding linear Fresnel solar collector are presented. When the true sun was from 10:00 to 14:00, the optical path simulation of the collector was performed in TracePro, so the change of the spot in one day was obtained and compared with the experimental results, and finally the annual spot simulation analysis was performed. The simulation and experimental results show that the two curves are basically the same, and they both show the parabolic symmetry law of increasing first and then decreasing. The average collector efficiency of one day is 22.90%, and the simulated equivalent average heat collection efficiency 24.45%, the average heat collection efficiency without slip 6.40%.

Key words: solar energy, slip type, Fresnel, collector, collector efficiency

中图分类号: 

  • TK519
[1] 吴成赫, 刘丽孺, 陈毅刚, 等. 旋转集热板式太阳能烟囱性能研究[J]. 广东工业大学学报, 2018, 35(5):70-74 WU C H, LIU L R, CHEN Y G, et al. A performance study of solar chimney with rotating collector[J]. Journal of Guangdong University of Technology, 2018, 35(5):70-74
[2] 李久锋, 陈观生, 张国庆. 塑料太阳能平板集热器试验研究[J]. 广东工业大学学报, 2015, 32(3):137-140 LI J F, CHEN G S, ZHANG G Q. The experimental study of plastic plate solar collector[J]. Journal of Guangdong University of Technology, 2015, 32(3):137-140
[3] 王长宏, 林涛, 林明标, 等. 太阳能温差发电系统热电性能的分析[J]. 广东工业大学学报, 2011, 28(2):47-50 WANG C H, LIN T, LIN M B, et al. Analysis of thermoelectric properties of the solar thermal power system[J]. Journal of Guangdong University of Technology, 2011, 28(2):47-50
[4] 常泽辉, 李文龙, 王帅, 等. 槽式复合多曲面太阳能聚光集热器光热性能研究[J]. 太阳能学报, 2018, 39(3):729-736 CHEN Z H, LI W L, WANG S, et al. Investigation of thermal performance of a trough solar compound parabolic concentrator[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2018, 39(3):729-736
[5] 王志敏, 田瑞, 韩晓飞, 等. 基于腔体的双轴槽式系统集热特性动态测试[J]. 太阳能学报, 2018, 39(3):737-743 WANG Z M, TIAN R, HAN X F, et al. Dynamic test of collecting characteristics of a two-axis trough system based on cavity[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2018, 39(3):737-743
[6] 赵晓凯, 代彦军, 林蒙. 基于线性菲涅尔反射镜的二次反射塔式太阳集热器性能分析[J]. 太阳能学报, 2015, 36(8):1909-1914 ZHAO X K, DAI Y J, LIN M. Performance analysis of beam-down tower solar collector based on linear Fresnel reflector technique[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2015, 36(8):1909-1914
[7] 周凌宇, 代彦军, 李显, 等. 一种采用腔体吸收器的线性菲涅尔太阳集热器性能分析与优化[J]. 太阳能学报, 2018, 39(3):704-712 ZHOU L Y, DAI Y J, LI X, et al. Performance study and optimization of a linear Fresnel reflector solar collector with cavity receiver[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2018, 39(3):704-712
[8] 郑宏飞, 马兴龙, 陈嘉祥. 圆柱面菲涅耳镜太阳能集热系统研究[J]. 工程热物理学报, 2016, 37(11):2277-2281 ZHENG H F, MA X L, CHEN J X. An investigation on a solar collecting system with cylindrical Fresnel lens[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2016, 37(11):2277-2281
[9] XIE W T, DAI Y J, WANG R Z. Thermal performance analysis of a line-focus Fresnel lens solar collector using different cavity receivers[J]. Solar Energy, 2013, 91(3):242-255
[10] 陈志明. 菲涅尔透镜聚光性能研究[D]. 杭州:中国计量学院, 2013.
[11] 郭孝武. 菲涅尔透镜统一设计方法[J]. 太阳能学报, 1991(4):423-426 GUO X W. A general method for Fresnel lens design[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 1991(4):423-426
[12] SINHA S, CHANDEL S S. Analysis of fixed tilt and sun tracking photovoltaic-micro wind based hybrid power systems[J]. Energy Conversion and Management, 2016, 115:265-275
[13] 张业强, 吴玉庭, 马重芳, 等. 槽式太阳能真空集热管的热损失测量[J]. 化工学报, 2011(S1):185-189 ZHANG Y Q, WU Y T, MA Z F, et al. Trough receiver heat loss testing[J]. CIESC Journal, 2011(S1):185-189
[14] MI Z, CHEN J, CHEN N, et al. Open-loop solar tracking strategy for high concentrating photovoltaic systems using variable tracking frequency[J]. Energy Conversion and Management, 2016, 117:142-149
[15] ZHANG Q F, GAO J, CHEN X. Influence of optical aspheric parameters on obtaining uniform rectangular illumination[J]. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 2014, 125(11):2577-2581
[16] 霍相茹, 侯力, 魏永峭, 等. 太阳能跟踪器装置结构与控制算法设计[J]. 机械传动, 2017(12):146-148 HUO X R, HOU L, WEI Y Q, et al. Design of structure and control algorithm solar tracker[J]. Journal of Mechanical Transmission, 2017(12):146-148
[17] 张巧芬. 非成像光学系统的LED光源优化设计与分析[D]. 广州:广东工业大学, 2014.
[18] 孟秀清, 苗建朋, 吕会敏, 等. 全玻璃真空集热管热损计算与分析[J]. 太阳能, 2013(1):13-17 MENG X Q, MIAO J P, LYU H M, et al. Calculation and analysis of heat loss of all-glass vacuum collector tube[J]. Solar Energy, 2013(1):13-17
[1] 蒋樾, 陈观生, 刘良德, 刘湘云, 肖宏新, 罗超鸿. 太阳能溶液再生器吸热再生性能研究[J]. 广东工业大学学报, 2020, 37(04): 79-83.
[2] 吴成赫, 刘丽孺, 陈毅刚, 王璋元. 旋转集热板式太阳能烟囱性能研究[J]. 广东工业大学学报, 2018, 35(05): 70-74.
[3] 张美杰, 张平. 微薄硅晶片高速视觉定位及矫正系统[J]. 广东工业大学学报, 2018, 35(01): 9-15.
[4] 刘冲冲, 陈观生, 向欢欢. 真空集热管内溴化锂溶液吸热及汽化特性实验研究[J]. 广东工业大学学报, 2016, 33(04): 79-83.
[5] 谢泽扬，黄金，李定昌，王海. 聚光太阳电池联合温差发电系统实验研究[J]. 广东工业大学学报, 2016, 33(02): 66-70.
[6] 李久锋, 陈观生, 张国庆. 塑料太阳能平板集热器试验研究[J]. 广东工业大学学报, 2015, 32(3): 137-140.
[7] 王璋元, 杨晚生, 张向美, 陈泽成, 陈志武. 居住建筑光热系统一体化技术问题研究[J]. 广东工业大学学报, 2013, 30(4): 121-124.
[8] 陈观生，李文丰，杜文杰，杨景泉，张莉，麦志豪. 大温差管内对流换热实验研究[J]. 广东工业大学学报, 2012, 29(3): 92-95.
[9] 王长宏, 林涛, 林明标, 钟达亮. 太阳能温差发电系统热电性能的分析[J]. 广东工业大学学报, 2011, 28(2): 47-50.
[10] 史保新, 张仁元, 钟浩元, 李石栋, 刘良德. 热二极管在太阳能热水器中的应用研究[J]. 广东工业大学学报, 2010, 27(2): 57-60.
[11] 卜其辉1, 秦红1 , 梁振南2 , 叶泽文3. 直膨式太阳能热泵系统特性分析及优化[J]. 广东工业大学学报, 2010, 27(2): 61-64.
[12] 李辉鹏； 张仁元； 毛凌波； 刘宗建； . 铝硅合金热稳定性能的试验研究[J]. 广东工业大学学报, 2009, 26(4): 37-41.
[13] 陈枭； 张仁元； 柯秀芳； 徐建霞； . 太阳能蓄热石蜡类相变材料循环稳定性[J]. 广东工业大学学报, 2009, 26(3): 10-12.
[14] 李辉鹏; 张仁元; 陈枭; 刘宗建;. 盛装储热铝硅共晶合金的容器材料研究[J]. 广东工业大学学报, 2009, 26(2): 6-.
[15] 毛凌波； 张仁元； 柯秀芳； . 纳米流体的光热特性[J]. 广东工业大学学报, 2008, 25(3): 13-17.
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