吸收体形状对太阳能复合多曲面聚光器光热性能的影响

作者：常泽辉^*; 刘雪东; 刘静; 郑宏飞; 马兴龙

来源：光学学报, 2022, 42(05): 32-41.

• 几何光学
• 太阳能
• 吸收体
• 复合多曲面
• 聚光
• 性能

为降低复合多曲面聚光器的建造成本并提高其对太阳能的利用效率，选用内嵌吸收体的单层玻璃管作为复合多曲面聚光器的光热转化部件，重点研究了单层玻璃管中不同形状吸收体对复合多曲面聚光器光热性能的影响机理。首先，在光学仿真软件TracePro中建立了光学模型，并基于蒙特卡罗算法模拟分析了吸收体形状对聚光器光学性能的影响机理。然后，分析了吸收体形状对聚光器出口温度、瞬时集热量和光热转化效率的影响。结果表明，在相同入射偏角下，“*”形吸收体接收到的光线数多于矩形网状吸收体。当入射偏角为0°～20°时，内嵌“*”形吸收体的聚光器的平均光线接收率和平均聚光效率分别比内嵌矩形网状吸收体的聚光器增加了7.37%和6.66%。在晴好天气条件下，内嵌“*”形吸收体的聚光器的平均出口温度、平均进出口温差、平均瞬时集热量和平均光热转化效率分别为48.5℃、23.2℃、467.5 W和54.85%,分别比内嵌矩形网状吸收体的情况提高了43.07%、31.82%、29.83%和24.52%。

• 单位
  北京理工大学; 内蒙古工业大学