全玻璃真空管太阳能集热器流动换热的试验和数值模拟（英文）

以太阳能与燃料电池耦合系统为应用背景,对不同管长和管径、不同吸收率和发射率和有/无内置导流板3种不同情况下的太阳能集热器进行试验研究.建立太阳能集热器自然对流和强迫对流数值计算模型,并应用场协同和火积理论分析模拟计算数据.自然对流研究表明,随着真空管长度的增加,水箱温度逐渐升高,但集热效率逐渐下降;当吸收率在0.95~1.0范围内升高,发射率在0.16~0.06范围内降低时,集热效率逐渐上升;全玻璃真空管加装导流板后,由于真空管中混流消失和真空管底部强化传热作用而提高了太阳能集热器的热效率.强迫对流研究表明,横双排太阳能集热器的雷诺数、努赛尔数和火积增量均高于竖直单排太阳能集热器;横双排太阳能集热器的火积耗散低于竖直单排太阳能集热器.研究结果表明,在中低温太阳能耦合燃料电池集热场,自然对流宜采用内置导流板太阳能集热器,强迫对流宜采用横双排太阳能集热器.     

交叉双尖窄状多重温室与太阳能热利用

将日光温室进一步改造为内部成交叉双尖窄状的多重温室,使尖窄状内温度更高,从而使置于尖窄状内的太阳能集热器的热效率更高,达90%左右,并将这种特殊结构的温室安装在建筑物窗户外面下端的墙壁上,而热水箱则放于室内,并用软管与集热器相连通,就构成一种窗户型太阳能热利用装置.从而"将多重温室太阳能与建筑相结合,并且使用方式从房顶转向窗户",是一条新的技术路线.     

太阳能住宅与太阳能社区

在上海,不久前提出了一种试验型的太阳能住宅建筑,它的雏形是一幢“魔幻小屋”。这种小屋的屋顶上有个“大天窗”,左侧“天窗”是太阳能电池方阵,右侧就是太阳能集热器方阵。这是一种与建筑融为一体的太阳能集热器,一改传统集热管的“粗犷形象”,平面设计,轻薄光滑,与现代屋顶结合得严丝合缝。目前,就太阳能热水器而言,在我国住宅中的安装和利用并不普遍。这主要是人们大都认为太阳能热水器只是“顶层”住宅的专利。但随着太阳能技术的不断发展,现有技术已可以让任何楼层的住户享用太阳能热水器带来的便捷。据报道,新型太阳能集热器的试制成…     

太阳跟踪器模拟实验系统

设计了一套双轴太阳跟踪器,系统采用太阳固定轨迹跟踪和光电跟踪两种方式相结合的新型跟踪方式。晴天时,先根据计算得到的太阳高度角和方位角控制电动机进行粗略跟踪,再使用光电传感器实现精确跟踪;阴雨天时,光照强度不够,光敏传感器的干扰较大,此时单独使用太阳固定轨迹方式。实用结果表明,该系统能够实现精确实时跟踪太阳,保证太阳能利用率达到最高。     

双轴光伏跟踪机械系统设计

对太阳的跟踪采用基于高度-方位角式的跟踪方式,设计了双轴光伏跟踪机械系统,在高度角和方位角两个方向对太阳进行跟踪,实现了白天对太阳进行全天候的实时跟踪。基于高度-方位角式跟踪方式,以3 kW太阳能光伏跟踪系统为例,在给定发电模组及系统设计参数的基础上,对双轴光伏跟踪机械系统的设计进行研究。     

太阳能空间斯特林热机性能的优化分析

建立太阳能驱动的空间斯特林热机的循环模型，应用有限时间热力学理论和太阳能集热器的辐射损失模型，研究受热阻和回热损失影响的太阳能斯特林热机循环性能，导出空间热机效率的基本优化关系，确定太阳能集热器的最佳工作温度和效率界限，讨论各种不可逆性对空间热机性能的影响，所得结论可为太阳能空间斯特林热机的优化设计提供新的理论指导。     

校准式太阳能跟踪控制系统设计

为了提高太阳能利用效率,更大限度地利用太阳能资源,设计了一款基于STC12C5A60S2型单片机校准式太阳能跟踪控制系统,同时结合太阳角度跟踪模式和光电跟踪模式,实现对太阳高度角和方位角两个角度的跟踪,提高跟踪精度。在此基础上,加入的加速度检测模块可以实现对装置的水平校准,从而可以及时校正跟踪系统,有效消除误差。     

闭式循环太阳能吸附式制冷系统实验研究

设计了一套闭式循环太阳能吸附式制冷系统,该系统主要包括150m^2的真空管太阳能集热器、2台额定容量为15kW的吸附式制冷机组、1台冷却塔、风机盘管以及循环水泵.实验表明：由于水容量较小,系统的运行过程呈现出波动特性;由于进入太阳能集热器阵列的水直接来自吸附式制冷机组,太阳能集热器阵列的进出口水温周期性地振荡;此外,吸附式制冷机组的进口水温波动明显.然而,系统的制冷性能达到令人满意的效果.与开式循环系统相比,闭式循环系统由于减少了循环水泵的数量具有高电力COP的优势.     

浅析太阳能地板采暖技术

太阳能地暖是当前建筑供暖的最新技术。本文介绍了太阳能地暖技术的经济性、工作原理和设计计算的参数以及集热器的布置。     

建筑一体化太阳能工程实施中采暖集成系统研究

太阳能供热采暖系统是指将太阳能转换成热能,供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。本研究提出了太阳能-空气源复合热源热泵系统,采用辅助加热炉为辅助热源和采用辅助热泵为辅助热源,系统由集热模块、控制模块、采暖模块组成,采用防过热选择性吸收涂层的集热器和防过热旁路散热器,解决了系统过热问题;同时对空气源热泵、辅助加热设备与太阳能集热器结合系统的运行性能进行了研究,优化了系统运行控制策略。     

太阳能集热系统多通道水温检测装置的研究

水温是太阳能集热系统智能控制的核心信号源之一,其采集过程是太阳能集热系统控制的典型任务。针对当前水温检测采用两通道水温检测装置,由于通道太少,导致系统成本增加的问题,文中提出了研究多通道水温检测装置的方法,通过设计PIC单片机硬件电路、信号采集发送程序、仿真及调试,使多通道水温检测装置可根据用户需要采集多组水温数据,增强了太阳能集热系统的工程适应能力。     

温州地区太阳能电池板实际发电能力的分析

简要介绍了薄膜、单晶硅和多晶硅太阳能电池板的优缺点以及实现最大功率点跟踪的几种方法。结合温州地区的太阳辐射情况,利用扰动观察法测量了大量的数据,以比功率为衡量标准对三种太阳能电池板的实际发电能力进行了比较。结果表明,不管是在光强很强还是在光强较弱的环境下,单晶硅太阳能电池板的发电能力均最高;对另两种太阳能板,在光强较强时,薄膜太阳能电池板占优势,在光强很弱时,多晶硅太阳能电池板发电能力更强。     

U型真空管集热器温度场的模拟分析

建立和分析了U型真空管集热器的热效率的表达式,并在FLUENT中建立动态仿真模型,利用模型分析了U型管的入口流速和结构尺寸、太阳辐照度对真空管内温度场的影响.结果表明:减小入口流速和U型管内径、增加太阳辐射量和U型管的长度都可以使真空管的出口平均温度增高.该分析结果可对U型玻璃真空管的优化设计、参数匹配等方面提供理论支撑.     

太阳能自动跟踪机器人

提出一种基于 AT89S52单片机的双轴太阳能自动跟踪机器人的设计方法,以跟踪传感器为跟踪元件,判断太阳能电池板是否与太阳光垂直,同时通过控制系统对双轴跟踪装置进行调整.实验表明该机器人运行稳定,跟踪效率高,具有较高的实用价值     

瓦式集热器光路传输优化设计及性能分析

提出一种低倍瓦式聚光集热器,对其瓦式抛物面聚集器的结构设计、工作原理、光路传输进行理论分析。同时,基于数学推导和建模,通过MATLAB软件,理论模拟该集热器的几何特性、聚集性能等,并分析影响因素,对重要的设计参数进行优化研究。瓦式聚光集热器能将建筑屋顶空调节能与太阳能集热系统统一起来,对低成本高效太阳能热利用技术具有重要的意义。     

Thermal analyses of combined utilization process of seawater by solar chimney

It is promising to simultaneously develop multiple products through the combined utilization of sea-water by solar chimney technology. A small scale experimental system was set up. The collector temperature, the seawater temperature, and the temperature and humidity of the airflow under the collector were measured. Thermal network analysis of the system was carried out. The results show that the airflow is nearly saturated at the entrance of the chimney, and the mean dry-bulb and wet-bulb temperatures of the airflow have increased by 8.4℃ and 9.6℃ respectively. The radiation heat transfer between the collector and the sky is the biggest heat loss in the system, which is up to 29.1% on average of the solar energy. However, the water evaporation heat is about 23.6% on average of the solar energy. To reduce the heat loss and enhance the water evaporation, it is necessary to reduce the emissivity and thermal conductivity of the collector and increase the evaporation areas.     

Life cycle cost analysis of new FRP based solar parabolic trough collector hot water generation system

Parabolic trough collectors （PTCs） are employed for a variety of applications including steam generation and hot water generation. This paper deals with the experimental results and an economic analysis of a new fibre reinforced plastic （FRP） based solar PTC with an embedded electronic controlled tracking system designed and developed for hot water generation in a restaurant in Madurai, India. The new collector performance has been tested according to ASHRAE Standard 93 （1986）. The performance of a new PTC hot water generation system with a well mixed hot water storage tank is investigated by a series of extensive tests over ten months period. The average maximum storage tank water temperature observed was 74.91℃, when no energy is withdrawn from the tank to the load during the collection period. The total cost of the new economic FRP based solar PTC for hot water generation with an embedded electronic controlled tracking system is Rs. 25000 （US$ 573） only. In the present work, life cycle savings （LCS） method is employed for a detailed economic analysis of the PTC system. A computer program is used as a tool for the economic analysis. The present worth of life cycle solar savings is evaluated for the new solar PTC hot water generation system that replaces an existing electric water heating system in the restaurant and attains a value of Rs. 23171.66 after 15 years, which is a significant saving. The LCS method and the MATLAB computer simulation program presented in this paper can be used to estimate the LCS of other renewable energy systems.     

太阳光入射矢量动态特性分析

根据太阳运动轨迹,结合集热器盖板的辐射传输理论,在地平坐标系内建立太阳光动态入射矢量与半透明介质的一体化光束传输模型。研究结果表明,夏季建筑南墙整日太阳照射强度弱,而西墙下午太阳照射强且时间长;集热器月阶段性最佳倾角约为当地纬度与该月太阳赤纬之差,年均最佳倾斜角约为当地纬度值（福州26°）。     

基于EDA的太阳能热水器控制系统设计

随着人们生活水平的日益提高,智能化家庭住宅模式将成为家庭住宅模式的发展趋势。而智能化的太阳能热水器控制系统必然会受到消费者的欢迎。基于上述发展趋势,本文以FPGA芯片为主体,基于VHDL语言设计了一套智能太阳能热水器控制系统。本控制器可以实现太阳能加热与辅助加热相结合、自动上水、定时上水、水满则停等功能。     

太阳能集热器最佳倾角确定及计算方法比较

分析福州地区典型气象年数据,表明该地区全年太阳辐射量和日照时数较大,太阳能和空气能资源较为优越。综合考虑入射太阳光余弦效应、太阳辐照量和热水负荷的变化,3种不同方法分别计算得到集热器最佳倾角,并比较分析倾角精确度及对应辅助加热量,最大限度地提高系统太阳能利用率,为实际太阳能热泵系统应用提供可靠理论支持。