聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展

【摘要】：分别对槽式、线性菲涅尔式、塔式、碟式4种聚光型太阳能热发电技术中的聚光集热系统内非均匀辐射能流分布特性及由此带来的问题和挑战进行了总结,重点回顾了针对非均匀辐射能流特性带来的问题所提出的解决方法的研究进展,包括作者团队近年来在该方面的相关研究.分析看出,吸热器内的太阳能辐射能流分布表现出强烈的非均匀性,不均匀的辐射能流分布必然造成吸热表面/吸热体内不均匀的温度分布,即出现过高的局部温度、过大的温度梯度.局部温度过高容易造成局部热斑烧毁、吸热涂层性能减退、传热流体变性劣化;温度梯度过大导致出现热应力热变形,容易造成吸热器关键部件的结构失稳破坏.接着指出,非均匀的能流分布之所以给聚光集热系统带来诸多挑战,其根源在于吸热器内均匀的吸热能力与吸热表面/吸热体内非均匀的能流分布之间不能相互匹配,进而导致吸热表面/吸热体出现不均匀的温度分布.据此,作者将现有的解决方法总结分类为两种途径:(1)优化吸热器的"吸热"能力,使之与非均匀分布的太阳能流相匹配;(2)均化"聚光"系统内吸热表面/吸热体内的太阳能流分布,使之吸热器内均匀的吸热能力相匹配.最后,本文提出了解决聚光集热系统内非均匀能流特性问题的思路:需要从"聚光"与"吸热"不匹配的矛盾入手,以"光热匹配"为原则对聚光集热系统进行优化,提高"聚光"过程与"吸热"过程的协同性. 【作者单位】： 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室;
【关键词】： 聚光型太阳能热发电 非均匀能流分布 聚光集热 光热匹配
【基金】：国家自然科学基金重点项目(51436007),国家自然科学基金重大项目(51590902)资助
【分类号】：TM615
【正文快照】： 能源短缺以及化石燃料使用引起的环境问题已共识[3,4].经成为制约全球经济和社会发展的长期、重大瓶颈.聚光型太阳能热发电技术按照聚光方式可以分为了解决这一问题,开发和利用可再生能源将是能为槽式、线性菲涅尔式、塔式、碟式4种形式[5].CSP源发展的必然选择[1].太阳能是可

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