入射偏角对非跟踪复合抛物面聚光器性能影响

摘要

为了降低复合抛物面聚光器对跟踪精度的要求，提高其在集热过程中的光热转化能力，探究入射偏角对新型复合抛物面聚光器非跟踪工况时光热性能的影响机制。理论分析该聚光器在集热过程中的能量转化关系，并利用光学仿真软件TracePro研究入射偏角对聚光器光学性能的影响规律；在此基础上搭建非跟踪复合抛物面聚光器性能测试试验台，在实际天气条件下测试分析聚光器光热性能随径向入射偏角的变化规律。结果表明：当光线正入射时，聚光器的光线接收率与聚光效率分别为100%和83.42%;当径向入射偏角α为16°时，该聚光器的光线接收率与聚光效率分别为53.00%和44.82%;当轴向入射偏角β为30°时，光线接收率与聚光效率分别为88.74%和74.42%;在空气流速为3.7 m/s时，聚光器的最高出口温度与瞬时集热量分别为31.3℃和782.8 W,分别比聚光器接收上偏10°和下偏10°入射辐射时提高了3.7、6.1℃和131.0、217.9 W;该聚光器接收正入射辐射时的平均光热转化效率为77.45%,比接收上偏10°和下偏10°入射辐射的平均光热转化效率高42.14%和52.97%。

关键词

太阳能 / 入射偏角 / 复合抛物面 / 非跟踪 / 聚光

基金资助

国家自然科学基金项目(51966012); 内蒙古自治区重点研发和成果转化计划(科技支撑乡村振兴)(2022YFXZ0021); 中央引导地方科技发展资金项目(2022SZY0085); 呼伦贝尔市“科技兴市”行动重点专项(成果转化)(2022HZZX004)