日光温室顶部菲涅尔透镜的光热分离特性

作者：伍纲; 方慧^*; 张义; 杨其长; 马兴龙

来源：农业工程学报, 2020, 36(04): 202-210.

• 日光温室
• 透镜
• 太阳能
• 光热
• 曲面菲涅尔镜
• 直散分离
• 土垄加温

为了进一步提高日光温室内主动蓄放热的热能利用效率,该研究在日光温室内的顶部空间,构建了基于曲面菲涅尔透镜的直散分离系统,该系统对顶部区域的空间利用率为25.8%。利用光学仿真软件对不同入射角的太阳光进行追踪,并对该曲面菲涅尔透镜在典型日条件下的接收效率和焦斑分布进行分析,得到一日内的变化规律。在直射光集热测试方面,正午时段内,该系统的集热效率可以达到45%。对比散射光环境对温室的影响,发现试验区全天光照度减小约为10%～40%。该文以主动集热土垄加温系统提升栽培土垄温度作为试验组,并与不加温对照组进行了比较。试验结果表明,系统可提高土垄温度4.5～5.0℃。连续晴天情况下,土垄加温系统的COP(coefficient of performance)为1.5～1.9。研究表明此新型温室集热方式可提高空间利用率,改善温室内光热环境,同时利用午间强直射光集热,实现太阳能综合利用。

• 单位
  农业部; 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所; 北京理工大学