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太阳能等照度带聚焦菲涅耳透镜研究
为了提高聚光发电时太阳电池的光电转换效率,从提高太阳电池表面会聚光强分布的均匀性入手,对传统平板型线聚焦透镜进行改进,提出一种用于聚光光伏发电的等照度带聚焦菲涅耳透镜设计方法.带聚焦菲涅耳透镜分为奇数个单元,每个单元宽度与太阳电池宽度相等,单元内所有尖劈角φ相等并将太阳辐射等宽度折射至太阳电池表面,从而实现各单元透过的太阳能等照度叠加.最大聚光比由光伏电池宽度、透镜与太阳电池间距以及透镜材料折射率决定.对带聚焦和线聚焦两种透镜聚光条件下电池表面温度分布情况进行比较分析,验证了等照度带聚焦透镜设计的可行性.
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不可逆太阳能热泵系统性能优化及参数设计
考虑集热器辐射对流热损等多种不可逆因素,建立不可逆三热源太阳能热泵系统新模型,基于热力学分析方法,导出系统总性能系数与集热器工作温度关系的解析表达式,揭示了集热器的辐射对流热损、有限速率热传导和工质内部不可逆性等对系统性能特性的影响,分析和讨论了在最大总性能系数下太阳能热泵系统的优化设计参量.
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提高水源热泵机组效率的技术条件分析
以热力学完善度为评价指标,分析水源热泵在标准工况下各部件的不可逆损失程度,其中由压缩机和换热器引起的不可逆损失占总不可逆损失的80%以上.在此基础上,针对水源热泵的特点,对几种能提高其能效水平的技术进行定性和定量分析,结果表明均能有效提高机组的热力学完善度.对采用这些技术的水源热泵机组进行的测试中,制冷,45℃、55℃制热工况下,性能系数分别达到6.64、4.79和3.99.对市场上的部分水源热泵产品样本进行统计分析,结果表明制冷和制热工况的性能水平较低,热力学完善度平均值分别为0.270和0.423,绝大部分产品的性能提升空间超过20%.
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AIN薄膜对太阳能吸收率的研究
采用磁控溅射方法,在高纯氩气和氮气混合气氛下成功制备出Al(W)-AlN系太阳能选择性吸收薄膜.借助吸收光谱分析,比较了Al、W两种反射层材料上制备单层AlN和多层AlN薄膜的光谱吸收特性.结果表明:多层AlN薄膜比单层AlN薄膜的吸收性能好;W比Al更适合做反射面材料,W-渐变型多层AlN膜系对太阳能的吸收率可达到80%以上.
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简化太阳位置算法的对比模型及应用研究
针对简化太阳位置算法的拟合特点,开展算法的对比模型及应用研究.模型涉及“积日基数”的最优选值、优良指标的分布规律、回归年对计算精度的影响性能、关键参数最大绝对偏差的分布规律及赤纬和时差函数的拟合性能5个方面的综合对比分析.选取王炳忠法(Wang法)、Bourges法、Spencer法等7种经典简化算法为实例,对模型展开应用研究.结果数据表明:Wang法、Bourges法和Duffie法的积日基数最优取值分别为1、1和-1,其他方法为0;在优良指标的分布上,Wang法和Brouges法占明显优势;在时差和赤纬计算上,除Wang法和Brouges法之外的5种方法均有闰年(或每隔4a)易出现最大绝对偏差的问题;在函数拟合性上,Wang法和Brouges法占有明显优势;综合对比结果显示:Wang法最优,Brouges法次之.
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溶液浓度差蓄能技术在太阳能蓄能制冷中的应用
为了研究太阳能蓄能制冷过程中各工作参数随时间变化的关系,建立直接加热溶液的太阳集热器和蓄能制冷系统的动态数学模型,利用计算机进行动态数值模拟,得到太阳集热器与溶液储罐环路内工作溶液循环和蓄能制冷循环特性.