抛物面太阳能碟形系统
在接下来的内容中，我们将说明……的好处太阳能发电关于可持续发展、减少温室气体排放和减少全球变暖的案例研究。该研究涉及基于抛物面镜的太阳能转换住宅(单个)单元，如图4.6所示。太阳能盘将日照集中在玻璃管接收器上，该接收器对氨-水起解吸作用郎肯循环．对于扩展和工作生产，涡旋机能够在两阶段制度下运行。热机的废热原则上可能不会被“扔”到环境中，而是通过水加热用于热电联产。
基于日照IT，我们在表4.3中总结了相关效率的关系(另见命名法)。在热电联产系统的效率定义中，我们假设冷储层的废热Q0是有用热(例如，用于水加热)。
参数 |
定义 |
光学效率 |
I T A A |
热效率 |
I c Aab |
太阳能集热器 |
Ncoll _ noptnth |
二世ab |
|
无热电联产系统 |
我 |
热电联产系统 |
它 |
第一步太阳能系统建模及其设计计算是为了确定太阳能集热器的几何形状和特性以获得最大性能。事实上，这是为了使集热器的效率最大化。集热器效率的推导是由能量平衡陈述得出的
IT Aa = Ic Aab + Qloss (4.3)
其中Qloss = UAab (Tab - T0)表示线性化后的热损失。用ITAa除以式(4.3)，在LHS上提取1]opt作为公因数，得到浓度比
其中，我们用Fcoll = U(Tab - T0 ^(^pTCx)表示收集器因子，取决于太阳能吸收器温度(假设为平均值)，通过光学因子考虑的日照和光学性质
Q = pTa，包括遮光阻光因子Z反射率p，接收机玻璃的透过率T和吸收率接收器的表面。
在式(4.4)中，截距因子y = ^JZpTa，表示之间的比值太阳能通量介绍了被接收机吸收和聚焦在其上的集中能量流。截距因子是光学系统的一个重要参数，它取决于聚焦比、边缘角/(即焦点轴与连接边缘与焦点的射线之间的角度)和角度光学误差S(用mrad表示)。光学误差是由于反射镜的共轭效应，反射镜的斜度误差，指向误差和太阳形状的不均匀性。在Jaffe (1983b)中总结的几个关于y的相关性中，我们选择了Duff和Lameiro(1974)给出的估计误差小于10%的相关性。
对于太阳能聚光器，我们引入了光学效率定义为nopt = Qy和热效率定义为TJth = 1 - FcolJCy。从情商。
(3.4)和光学和热效率的定义，得到以下表达式7]con/Q = f (， /， S, Fcoll)，它可以相对于浓度比C和固定角度误差S的边缘角/和集热器因子Fcoll最大化。下一节将演示此优化。它的物理解释解释了一个较大的点捕获所有集中的光和一个较小的吸收面积，以尽量减少热损失之间的权衡。
在Duffie和Beckman(2006)中，接收器通过辐射的热损失
可以表示为:abOAab i(l - T4) = Ab ^((b + T0) b + T0 fc - T0)，或者假设吸收体与环境的平均温差为:Aab (4cT3) Ab - T0;最后一个表达式表示等效辐射换热系数had = 4cT3。考虑其他热损失，U为
U = had + hcnv + hns 4ns / Aab。(4.5)
在这里，一个重要的观察是关于集热器和热机效率之间的权衡:接收器温度高意味着集热器效率差，发动机效率好，反之亦然。正如Bejan等人(1981)所指出的那样，这种权衡是一个基本的热力学问题。在这方面，停滞温度Tab,max定义为太阳接收器温度，其中所有入射辐射作为热损失消散到环境中(这是理想的最大集热器温度)。如果热机是卡诺热机，Bejan等人(1981)证明了使功输出最大化的最佳集热器温度
我们为我们的热机开发了一个数值模型，它运行在一种特殊的兰金循环中，如上所述，使用氨-水作为工作流体。此外，被加热的流体在沸腾开始后被膨胀，使用完全在两相中工作的涡旋膨胀器。Zamfirescu和Dincer (2008a, b)对循环进行了详细的分析，包括建模和优化，为简洁起见，此处省略。我们使用该模型来优化接收机温度，这与Fcoll优化系统效率最大化类似。
继续阅读:太阳能抛物式集热器报告结论
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