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《碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)設計——集熱器設計計算數(shù)學模型》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、新能源及工藝碟式/斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)設計I———集熱器設計計算數(shù)學模型李 鑫,李 斌,臧春城,鄭 飛,李安定(中國科學院電工研究所,北京100080)摘 要:在碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)沒有商業(yè)運行以前,無法得到國外已有系統(tǒng)設計方法的情況下,提出了以能量守恒方程和集熱器光學特性為基礎的設計計算數(shù)學模型,并使用估算和核算相結合的方法進行了設計計算。計算結果與現(xiàn)有系統(tǒng)參數(shù)吻合良好。關鍵詞:碟式/斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng);集熱器;設計中圖分類號:TM615文獻標識碼:A文章編號:1004-3950(2004)
2、04-0021-04Dish/stirlingsolarpowersystemdesignPart1:themathematicalmodelforconcentratordesignLIXin,LIBin,ZANGChun2cheng,ZHENGFei,LIAn2ding(InstituteofElectricalEngineering,ChineseAcademyofSciences,Beijing100080,China)Abstract:Basedontheconservationofenergy
3、andtheopticalcharacteristicsofconcentrator,amathematicalmodelforcon2centratordesignwasestablished.Thecalculationresultswerewellfittedtoseveralsuccessfulsolarpowersystems.Itisindi2catedthatthemodelissimple,efficientandcanbeusedinsolarpowersystemdesign.Keyw
4、ords:dish/stirlingsolarpowersystem;mathematicalmodel;concentrator;design熱器的尺寸是集熱器設計的關鍵。但是,鑒于上0 前 言述碟式斯特林熱電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,我們尚無法太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要有3種形式:槽式拋得到國外的設計資料。雖然美國威斯康星大學開物面、塔式和碟式拋物面系統(tǒng)。其中碟式斯特林發(fā)的TRNSYS軟件可以進行模擬計算,但無法用[11]熱電系統(tǒng)具有較高的光學效率和較低的跟蹤誤于設計計算。同時,由于商品軟件對于客戶的差,并采用了高效
5、率的斯特林機,從而具有較高的約束,以及我國開發(fā)自主知識產權的碟式太陽能熱電轉換效率。同時,由于其模塊化的設計,碟式熱發(fā)電的需要,有必要建立我國自己的設計方法。斯特林熱電系統(tǒng)既可以作為分布式發(fā)電系統(tǒng)在邊本著簡捷高效的設計原則,本文以能量守恒方程遠地區(qū)單獨使用,也可以建成兆瓦級的電站并網(wǎng)為基礎,結合拋物面光學特性,建立了設計計算的發(fā)電。近20年來,它在西方發(fā)達國家得到了迅速數(shù)學模型,并采用試算和迭代核算相結合的方法,發(fā)展,單元系統(tǒng)的容量從2kW發(fā)展到50kW。目對集熱器的尺寸進行了計算。前正在向商業(yè)化方向發(fā)展
6、的碟式斯特林系統(tǒng)主要1 數(shù)學模型的建立有4個:美國的SAIC/STM、SES、WGA系統(tǒng)和歐洲的SBP系統(tǒng)。但是,這些系統(tǒng)都只限于示范,也聚光鏡收集太陽光將其反射到吸熱器,在吸[1～10]就是商業(yè)運行前的測試階段。熱器中形成750℃或更高的溫度,由此將太陽能碟式太陽能集熱器是熱電系統(tǒng)中太陽能向熱轉換為熱能。這個過程應滿足能量守恒的原理。能轉換的關鍵部分。科學合理地確定聚光鏡和吸能量守恒方程:收稿日期:2004-03-11作者簡介:李 鑫(1975-),男,山東棗莊人,工學博士,主要從事太陽能熱發(fā)電和太陽能
7、中高溫熱利用方面的研究工作。2004④能源工程 -mv-新能源及工藝Quseful=Ib,nAappE(cosθi)ρ<τα-Arec[U(Trec1Arec顯然要使方程(12)有意義,應有1-2·-T44)](1)α3Aappamb)+σF(Trec-TambE0,所以式中第一項為聚光鏡收集并反射到吸熱器的2ArecFα3·Aapp(13)太陽能,第二項為吸熱器的散熱損失。由于Arec=0時,fArec=Quseful>0令:2α1=Ib,n(cosθi)ρτα(2)所以,當Arec=α3·Aapp時,
8、式fArec<0成立,44才能滿足連續(xù)函數(shù)介值定理,方程有解。所以:α2=U(Trec-Tamb)+σF(Trec-Tamb)(3)Quseful可以得到:Aapp>2(14)0.9996·α1-α2·α3fArec=Quseful-α1Aapp<+α2Arec(4)這樣,通過方程(13)和(14)就可以確定聚光面積和焦距是聚光鏡的重要結構參數(shù)。在通鏡和吸熱器的取值范圍,從而就可以使用估算聚常情況下,以焦徑比來表示聚光鏡的結構
