拋物槽式太陽能集熱系統(tǒng)的應用和研究

【摘要】： 太陽能作為一種清潔、分布廣泛的資源,目前己成為人類解決能源危機的重要途徑,太陽能的利用方式也發(fā)展為多種多樣,其中拋物槽式太陽能集熱器作為熱發(fā)電的一種,由于其能夠高倍聚焦太陽輻射、提供高溫蒸汽、熱轉(zhuǎn)換效率高而得到了廣泛的應用和深入的研究。 然而由于其制造成本過高,一直無法在國內(nèi)推廣應用,本論文研究探討了一種新的設(shè)計方式,在不影響其熱效率的情況下,成本得到很大地降低。 本文對拋物槽式集熱系統(tǒng)進行了理論研究和實驗分析,對集熱器的結(jié)構(gòu)、光學原理、熱學原理、發(fā)電系統(tǒng)應用進行分析,建立太陽輻射強度的數(shù)學模型,提出計算太陽能集熱系統(tǒng)溫度、能量效率、熱損失等參數(shù)的計算方法。 分析了目前主要太陽跟蹤方法的優(yōu)劣,通過計算機控制與傳感器控制相結(jié)合的方法,制作出精度較高的太陽跟蹤器,對太陽能集熱器的跟蹤系統(tǒng)進行了軟硬件設(shè)計,完成了系統(tǒng)的單片機控制模塊,溫度檢測模塊,光強檢測模塊,步進電機驅(qū)動模塊的設(shè)計。 對集熱器的集熱溫度、接收管表面透光薄膜SnO2的制備和性能進行了研究,分析了表面涂層對能量效率的影響,以建立的廉價槽式太陽能集熱系統(tǒng)為例分析其技術(shù)經(jīng)濟性,并與常規(guī)能源進行比較。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 拋物槽集熱器 光熱性能 跟蹤器 SnO_2涂層 經(jīng)濟性分析
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TK515
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 能源危機9-10
• 1.2 太陽能的利用10-14
• 1.2.1 太陽能熱水器11
• 1.2.2 太陽能熱發(fā)電11-12
• 1.2.3 拋物槽式太陽能系統(tǒng)的研究進展及現(xiàn)狀12-14
• 第二章 太陽知識14-20
• 2.1 太陽概述14
• 2.2 太陽角14-17
• 2.2.1 日地距離14-15
• 2.2.2 地球的公轉(zhuǎn)與赤緯角15
• 2.2.3 地球的自轉(zhuǎn)與時角15-16
• 2.2.3 太陽高度角16
• 2.2.4 太陽方位角16
• 2.2.5 太陽光入射角16-17
• 2.2.6 太陽天頂角17
• 2.3 太陽輻射計算17-20
• 2.3.1 直射輻射、散射輻射和總輻射17-18
• 2.3.2 太陽常數(shù)18
• 2.3.3 太陽輻射強度18-19
• 2.3.4 大氣質(zhì)量19-20
• 第三章 拋物槽集熱器的結(jié)構(gòu)和光熱性能20-39
• 3.1 拋物槽集熱器光學原理和能量平衡20-25
• 3.1.1 反射器光學原理20-21
• 3.1.2 拋物槽集熱器的能量平衡21-22
• 3.1.3 聚光度與半收集角關(guān)系22-23
• 3.1.4 焦區(qū)能量分布及集熱管徑估算23-25
• 3.2 太陽跟蹤系統(tǒng)25-39
• 3.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀26
• 3.2.2 跟蹤方法26-28
• 3.2.3 跟蹤系統(tǒng)的硬件設(shè)計28-36
• 3.2.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計36-38
• 3.2.5 結(jié)論38-39
• 第四章 太陽能吸收涂層的制備和研究39-48
• 4.1 太陽能接收器表面涂層39
• 4.2 SnO_2薄膜特性39-41
• 4.2.1 SnO_2薄膜的光學特性39-40
• 4.2.3 SnO_2的物理化學特性40
• 4.2.5 SnO_2薄膜的n型摻雜40-41
• 4.3 SnO_2薄膜的制備和性能41-48
• 4.3.1 噴霧熱解法41
• 4.3.2 噴霧熱解法制備SnO_2及摻雜薄膜的工藝41-42
• 4.3.3 噴霧熱解法中各工藝參數(shù)對薄膜性質(zhì)的影響42-44
• 4.3.4 結(jié)果與討論44-47
• 4.3.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 太陽能集熱系統(tǒng)的實驗 #40研究和經(jīng)濟性分析48-56
• 5.1 新型高效太陽能集熱系統(tǒng)的實驗研究及數(shù)據(jù)分析48-53
• 5.1.1 實驗系統(tǒng)的建立48-50
• 5.1.2 測量方法50
• 5.1.3 結(jié)果與討論50-53
• 5.2 技術(shù)經(jīng)濟性分析53-56
• 5.2.1 經(jīng)濟性評價指標53-54
• 5.2.2 拋物槽式太陽能集熱器與常規(guī)能源設(shè)備的比較54-56
• 第六章 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-61
• 研究生期間的研究成果61-62
• 致謝62-63
• 附錄63-68

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