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太阳能热发电系统,是一种利用自然资源的新型发电系统,与常规能源发电系统相比,其最大优势在于:资源量巨大、无污染物排放。目前,太阳能热发电系统主要有三种型式,其中,目前唯一真正实现商业化发电的只有槽式太阳能热发电系统,而该系统的核心部件之一是:抛物槽集热器(也称:槽式抛物面集热器)。
目前,关于抛物槽集热器热性能方面的研究还处于起步阶段,本文在总结前人研究成果的基础上,对此问题进行了一系列有益的探索。
1.介绍了太阳的运行规律和抛物槽集热器的基本构成,探讨了抛物槽集热器的光学性能,分析了影响其光学效率的各种因素,导出了其光学效率计算公式。利用热力学基本理论,结合前人相关研究成果,分析了集热器的热力性能及热损失情况,建立了抛物槽集热器热性能数学模型,并对各种影响因素进行了理论分析。
2.对槽式太阳能热发电系统的<火,用>损失以及<火,用>经济进行了研究,给出了不同因素对集热器<火,用>损失的影响关系。在热经济分析时,给出了通用年度化费用及<火,用>成本方程,并针对槽式太阳能热发电系统给出了其计算公式。同时,就<,火,用>经济学在太阳能系统中的应用进行了简要分析。
3.应用Fluent软件对集热器流场和温度场进行了数值模拟分析。根据本文研究结论并依据实际直通式金属-玻璃集热管的结构尺寸建立仿真模型,通过计算得到不同流速、不同太阳辐射量下的流体出口温度,并将其与前文通过数学模型所求出的数据进行了对比分析,从而证明了前文所导出的数学模型的正确性。