圆锥曲面组合式太阳能集热器研究
利用太阳能热水器的技术研究
利用太阳能热水器的技术研究一、引言太阳能热水器是一种利用太阳能将太阳辐射能转换为热能的设备，可以用于供应家庭热水。
相比传统的燃气热水器或电热水器，太阳能热水器具有节能环保、长寿命、稳定性好等优点，因此在近年来逐渐受到人们的关注和广泛应用。
本文将从太阳能热水器的工作原理、分类、优劣势等方面进行详细研究。
二、太阳能热水器的工作原理太阳能热水器的工作原理是利用太阳能将太阳辐射能转换为热能，然后将热能传递给水，使水加热。
具体来说，太阳能热水器主要由集热器、热水储存器、水管和水泵等组成。
太阳能集热器是太阳能热水器的核心部件，其工作原理是将太阳辐射能吸收并转换为热能，然后将热能传递给水。
集热器通常由吸热板、热传导垫、保温层和外壳等组成，吸热板是吸收太阳辐射能的部件，热传导垫是将吸热板吸收的热能传递给水管的部件，保温层是将热能储存到热水储存器中的部件，外壳是保护集热器免受外部环境影响的部件。
水管是将热能传递给水的部件，水泵是将加热好的水送到热水储存器中的部件。
三、太阳能热水器的分类太阳能热水器根据其集热器的类型可以分为平板式太阳能热水器和真空管式太阳能热水器两种。
1.平板式太阳能热水器平板式太阳能热水器是由平板式集热器、热水储存器、水管和水泵等组成，它的集热器一般由吸热板、热传导垫、保温层和外壳等组成。
平板式太阳能热水器的优点是结构简单，维护方便，价格相对较低，但是其集热效率较低，需要占用较大的安装空间。
2.真空管式太阳能热水器真空管式太阳能热水器是由真空管式集热器、热水储存器、水管和水泵等组成，它的集热器一般由真空玻璃管、吸热板、热传导垫、保温层和外壳等组成。
真空管式太阳能热水器的优点是集热效率高，占用空间小，但是其价格相对较高，维护也相对较为复杂。
四、太阳能热水器的优劣势太阳能热水器相比传统的燃气热水器或电热水器具有以下优劣势。
1.节能环保太阳能热水器利用太阳能将太阳辐射能转换为热能，不需要使用任何化石燃料，因此具有节能环保的优势。
太阳能热水器研究性学习调查报告
太阳能热水器研究性学习调查报告研究性学习成果报告课题名称：太阳能热水器——人们对的认识及普及程度及其发展前景研究时间：2012年10月到12月联系地址：浙江上虞春晖中学高一（12）班指导老师：谢海龙组长兼第一执笔人：丁剑锋课题组成员：丁剑锋吕赛格赵彬王乔涛俞谦王彦凯陈豪成果形式：小论文邮编：312300目录1.成果报告《太阳能热水器——人们对的认识及普及程度及其发展前景的探究报告》………………………………………………p1 2,倡议书…………………………………………………………p112，附件一：关于“人们太阳能热水器认识及普及程度”的调查…………………………………………………………………p123，统计图表………………………………………………………p13 4，相关照片………………………………………………………p15太阳能热水器——人们对太阳能的认识及普及程度及其发展前景的探究报告【内容摘要】我国迅猛的社会进步和经济发展，需要大量的能源作为支撑，但目前矿物资源（煤、石油等）日益减少，能源问题日益严重，于是人们将目光转向直接利用太阳能上。
为了倡导“节能减排”，我们决定对温州地区太阳能热水器使用情况进行一系列科技实践研究活动。
实践研究从这几方面着手：对太阳能热水器的使用者的调查；对太阳能热水器销售的商家进行调查；我们自己对于太阳能集热效果的实验研究。
实践中也引发了我们对太阳能前景的一些思考。
【关键词】太阳能节约能源使用环保省钱研究背景：如今，太阳能作为一种新能源已越来越多地被人们所熟知以及应用到实际生活中去，其主要应用形式便是太阳能热水器，太阳能热水器以环保，节能，寿命高，无污染，无漏电危险为人们所青睐。
我们早就知道，太阳能是世界最上为丰富的能源之一，而我们所利用的能源基本上都来源于太阳：石油、煤是远古时期固定下来的太阳能，水力能是太阳能转化成的水的势能和动能……在矿物燃料资源（煤、石油等）日渐减少，石油价格不断上涨的今天，能源问题日益严重，人们的环保意识也不断加强，人们对太阳能的研究也在不断深化，渐渐地人们再度考虑直接利用太阳能。
太阳能工程集热器方案
太阳能工程集热器方案一、引言随着全球能源需求的不断增加和能源资源的有限性，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了越来越多的关注和重视。
太阳能集热器作为太阳能利用的重要设备，可以将太阳能转化为热能，并应用于热水供应、空调制冷、蒸汽发生等多个领域。
本文将围绕太阳能工程集热器方案展开深入探讨，分析其中的技术原理、设计要点和工程实践中的实际应用。
二、技术原理太阳能集热器是通过吸收太阳辐射能将其转化为热能，利用这种热能进行工业生产或生活热水供应的一种设备。
太阳能集热器可以分为平板式太阳能集热器和抛物面反射式太阳能集热器两种类型。
1. 平板式太阳能集热器平板式太阳能集热器是一种利用平板吸热表面进行集热的太阳能设备。
其结构简单，制造成本较低，适用于小规模应用。
其工作原理为：太阳辐射能穿透透明的罩板后，被吸热板吸收并转化为热能，再通过传热器将热能传递给传热介质，最终产生热水或者蒸汽。
2. 抛物面反射式太阳能集热器抛物面反射式太阳能集热器通过抛物面反射器将太阳辐射能聚焦到集热管或者集热罐上，利用聚焦后的高温热能进行工业加热或生活热水供应。
其优点是集热效率高，适用于大规模集热。
三、设计要点1. 集热器选材太阳能集热器的选材非常重要，直接关系到设备的使用寿命和性能。
集热器的表面材料需要具有高的吸热率和低的热传导率，以提高热能的吸收和减少热能的散失。
同时，材料还需要具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性，以适应不同环境条件下的使用。
2. 集热管设计集热管是太阳能集热器的核心部件，直接影响着集热器的热效率和工作稳定性。
集热管的设计需要考虑管壁材料、管径和长度的选择，以及管道连接方式等因素。
同时，需要根据实际使用情况考虑管道的防腐保温措施，以延长集热器的使用寿命。
3. 集热系统控制太阳能集热器的集热系统需要合理的控制装置来实现自动化运行和智能化控制。
控制系统需要能够精确地调控集热器的集热温度和热能输出，以适应不同的工业生产或生活供暖需求。
太阳能热水器的技术研究和应用
太阳能热水器的技术研究和应用第一章：引言随着环保理念的不断深入人心，太阳能热水器的应用越来越广泛。
它以太阳能为能源，具备绿色环保、适用范围广、经济实惠等众多优点。
因此，太阳能热水器已成为替代传统燃气、电热水器的热水供应方式之一。
本文旨在探究太阳能热水器的技术研究和应用，为您详尽解析太阳能热水器。
第二章：太阳能热水器组成结构太阳能热水器一般由太阳能集热器、水箱及支架三部分组成。
太阳能集热器是太阳能热水器的核心，主要功能是将太阳能转化为热能。
水箱是储存热水的场所。
支架则是支撑太阳能集热器及水箱等部件的支撑物。
简单来说，太阳能热水器的组成结构是将太阳能集热器虹吸管和水箱一体化的产物。
太阳能集热器是太阳能热水器的差异化产品，主要通过优化吸热管的形态及表面涂层，减小集热器散热和增加吸收太阳热能能力。
第三章：太阳能热水器制冷升级技术太阳能热水器的热水质量与集热器温差成正比，如果温差不足，热水水温就会降低。
因此，太阳能热水器需要制冷升级技术来保证水温和热水的质量。
制冷升级技术主要包括以下方面：（1）利用储热罐解决热水短缺问题，通过集热器吸热后，利用储热罐储存太阳能热量，待需要热水用时再补充冷水进储热罐。
（2）采用太阳能热泵技术，将环境热能通过热泵系统中的工质吸收获得低温热能，再通过压缩机提高其温度，最后用高温热水加以利用。
（3）采用热力辅助太阳能热水器，更好地保证了热水的品质、稳定性和供应的可靠性等方面。
第四章：太阳能热水器在不同行业的应用（1）家庭用太阳能热水器：在家庭的日常用水中，太阳能热水器是最为普及的热水器之一。
因为太阳能热水器节能、环保，还能利用一些适当的技术升级，从而大大提高太阳能热水器的效率和质量。
（2）工业用太阳能热水器：在大型工业生产中，太阳能热水器也被广泛应用。
一些饭店、医院、洗衣店、宾馆等也纷纷使用太阳能热水器来替代传统燃气热水器。
这些地方因为需要大量热水，使用太阳能热水器能够带来明显的节能效益。
曲面太阳能集热器与平板太阳能集热器的性能对比实验研究
2.2 实验设计 欧洲标准 EN 12975-2:2006《太阳热利用系
统及部件—— 太阳能集热器：第 2 部分：测试方 法》给出了太阳能集热器测试的 2 种方法：稳态 测试方法和动态测试方法。由于稳态测试方法对 于周围环境参数的要求过于严格，因此本实验采 取动态测试方法 [5]；并通过采集曲面太阳能集热 器与平板太阳能集热器在不同安装角度 (60°倾斜 安装和 90°垂直安装 ) 时的测试数据，分析 2 种 太阳能集热器的集热性能差异。
第 8 期 总第 316 期 2020 年 8 月
文章编号：1003-0417(2020)08-70-06
太 阳 能
SOLAR ENERGY
No.8 Total No.316 Aug., 2020
曲面太阳能集热器与平板太阳能集热器的 性能对比实验研究
鄢 雨 1，沈国民 1*，张 豪 1，王飞飞 1，吴祖国 2
精度 A 级、±0.2/℃
一级总日射表 TBQ-2 灵敏度：10769 µV/(W•m-2)
风速仪 WWFWZY-1
风速测量范围： 0.05～30 m/s
环境温度测试仪 AZ8808
温度：±0.5/℃
图 2 实验平台实物图 Fig. 2 Photo of experimental platform
为测试太阳能集热器的集热性能，在集热器 进水口、出水口设置温度测点，在贮热水箱上离 上部 1/3 的位置设置温度测点，在吸热板的上、中、 下 3 根换热铜管上设置温度测点，在吸热板背面 的上部、下部设置温度测点；利用数据采集仪对 所有测点进行实时数据采集，并进行记录。具体 如图 3 所示。
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第8期
鄢雨等：曲面太阳能集热器与平板太阳能集热器的性能对比实验研究
太阳能集热器
2、太阳选择性吸收涂层 3、真空夹层 5、支承件 6、吸气剂 7、吸气膜
全玻璃真空管的生产流程
真空管选择性吸收涂层
采用选择性涂层作为吸热体的光热转换材料， 要涂层有高的太阳吸收比，低的发射率，良好 的真空性能，耐热性能。
采用磁控溅射技术的多层（渐变）铝－氮/铝 选择性吸收涂层，光吸收率可达0.93，红外发 射率约为0.05（80℃）
主要特点：减少集热器的传导、对流和 辐射热损失
从受力情况和密封角度，所以通常将真 空太阳集热器基本单元做为圆管形状， 而不是平板
真空管集热器分类
全玻璃的真空管集 热器吸热体由玻璃 管组成
金属吸热体真空管 集热吸热体由金属 材料组成，如热管 式真空管集热器
全玻璃真空管的结构
1、内玻璃管 4、外玻璃管
➢ 集热器效率是变数，不是常数，与集热器工 作温度、环境温度和太阳辐照度有关
➢ 效率曲线在y轴上的截距表示集热器可获得的 最大效率
➢ 效率曲线的斜率值表示集热器总热损系数的 大小
➢ 效率曲线在x轴上的交点值表示集热器可达到 的最高温度
三、真空管型太阳集热器
真空集热器：将吸热体与透明盖层之间 抽成真空的太阳集热器
➢平板集热器 ➢真空集热器
二、平板型集热器
吸热体——吸收太阳辐射能 ，将其转换为热能，并向工 质传递热量
透明盖板——光学性能好、 机械性能好、耐老化性能好
隔热层——降低集热器热损 失提高其热效率
壳体——将吸热体、透明盖 板和隔热层装配成一体
平板太阳集热器构造示意图
平板型集热器传热示意图
热管式真空管的特点
➢ 热效率高：最高运行温度可达 100℃.最高闷晒温度可达250℃. 工作温度为70℃-120℃
太阳能集热器热性能分析报告
太阳能集热器热性能分析摘要：本文介绍了太阳能集热器的种类以与各自的特点。
同时，阐述了太阳能集热器热性能的理论，包括影响太阳能集热器热性能的因素、太阳能集热器热性能的测试方法等。
关键字：太阳能集热器、热性能测试、影响因素0引言随着能源的大量消耗和环境的急剧破坏，新能源技术已经成为21世纪世界经济开展中具有决定性影响的五个技术领域之一。
太阳能因为具有取之不尽、用之不竭、无环境污染等诸多优点而受到各国重视。
2011年，我国太阳能集热器生产量占世界产量的80%，占世界保有量的60%左右，说明我国已经成为太阳能利用大国。
太阳能集热器是将其接收的太阳辐射能向传热工质传递热能的装置，因此，太阳能集热器是太阳能利用的关键装置。
所以，太阳能集热器的研究、开发与应用对太阳能资源的高效应用至关重要。
1太阳能集热器的种类随着太阳能利用的大力开展，太阳能集热器的种类也越发多样化。
根据进入采光口的太阳辐射方向是否改变，分为聚光型集热器、非聚光型集热器；根据集热器的传热工质类型的不同，分为液体型集热器、空气型集热器；根据集热器是否跟踪太阳，分为跟踪集热器、非跟踪集热器；根据集热器是否有真空空间，分为平板型集热器、真空管型集热器；根据集热器的工作温度围的不同，分为高温集热器〔300℃～800℃〕、中温集热器〔80℃～250℃〕、低温集热器〔40℃～80℃〕。
其中，太阳能热利用产品最常见的有两种--平板型太阳能集热器与真空管型太阳能集热器。
1.1 平板型太阳能集热器与其特点平板型太阳能集热器[1]的典型结构如图１所示，主要包括透明盖板、吸热板芯、流体流道、隔热层和箱体等局部.图1 平板型太阳能集热器典型结构透过透明盖板照射到吸热板外表，吸热板吸收大局部太阳辐射能，将其转化为热能，并将热能传递给流道的传热介质，传热介质携带热能进入储热设备。
这样，传热工质被加热后，温度逐渐升高，作为集热器的有用热能输出。
同时，由于吸热体的温度升高，通过透明盖板和外壳向周围环境散失热量，造成了平板型太阳集热器的各种热损失。
太阳能集热器研究现状及发展开题报告
太阳能集热器研究现状及发展开题报告
《太阳能集热器研究现状及发展开题报告》
太阳能集热器是一种利用太阳能能量转换为热能的装置，其在热能利用方面具有广泛的应用前景。
随着能源紧张和环境污染的加剧，太阳能集热器的发展受到越来越多的关注。
本文将就太阳能集热器的研究现状及发展进行探讨。
首先，太阳能集热器的研究现状可以分为三个方面：一是太阳能集热器的结构设计，二是太阳能集热器的热能利用效率，三是太阳能集热器的经济性。
其中，太阳能集热器的结构设计一直是太阳能集热器研究的重点，研究者们不断探索新的结构设计，以提高太阳能集热器的热能利用效率。
此外，研究者们还在努力改善太阳能集热器的经济性，以便更好地应用于实际生活中。
此外，太阳能集热器的发展也受到越来越多的关注。
目前，研究者们正在努力开发出更高效、更经济的太阳能集热器，以更好地应用于家庭、工业以及其他领域。
此外，研究者们还在研究新型太阳能集热器，以满足不同地区不同气候条件下的需求。
综上所述，太阳能集热器的研究现状与发展前景十分可观。
研究者们正在积极探索新的结构设计、新的热能利用方法，并努力开发出更高效、更经济的太阳能集热器，以更好地应用于实际生活中。
太阳能集热系统、得热量、集热效率、太阳能保证率执行标准_概述说明以及解释
太阳能集热系统、得热量、集热效率、太阳能保证率执行标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述太阳能集热系统是一种利用太阳光能将光能转换为热能的技术，被广泛应用于供暖、热水和工业生产等领域。
随着环境保护和可再生能源的重要性日益增加，太阳能集热系统的研究和使用也得到了广泛关注。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行阐述。
首先在引言部分将介绍太阳能集热系统、得热量、集热效率以及太阳能保证率执行标准的概念和意义。
接着，在第二部分将详细介绍太阳能集热系统的定义及原理、主要组成部分以及不同类型的太阳能集热系统。
第三部分将探讨得热量的定义和计算方法，以及影响得热量的因素和改善其效果的措施。
第四部分将解释集热效率的定义和计算方法，以及影响其效率的因素，并提出提高集热效率的途径与技术创新。
最后，第五部分将对太阳能保证率执行标准进行概述说明和解释，包括其定义与意义、执行标准细则以及衡量太阳能保证率的评估指标。
1.3 目的本文的目的是为读者提供关于太阳能集热系统、得热量、集热效率以及太阳能保证率执行标准的全面理解。
通过深入探讨每个主题，读者将了解相关概念、原理和计算方法，并且能够掌握改善太阳能集热系统性能和效率的方法。
此外，文章还旨在介绍太阳能保证率执行标准及其重要性，帮助读者评估和选择合适的太阳能集热系统。
2. 太阳能集热系统：2.1 定义及原理：太阳能集热系统是利用太阳能将光能转化为热能的一种装置。
其基本原理是通过收集太阳辐射，将太阳能转换为热能，并通过传导、对流和辐射的方式将热量传输至需要加热的介质或设备中。
2.2 主要组成部分：太阳能集热系统主要由以下几个组成部分构成：- 集热器：用于接收和吸收太阳辐射，并将其转化为热能。
- 传输介质：用于将热量从集热器传输至需加热的介质或设备中。
- 控制系统：用于监测和控制太阳能集热系统的运行，以确保系统的正常工作和安全性。
- 辅助供暖设备：在夜间或阴天等条件下，提供额外的供暖支持，确保供暖需求得到满足。
太阳能热发电系统的热力学特性分析
太阳能热发电系统的热力学特性分析随着能源危机的日益严重，人们对可再生能源的研究和应用越来越重视。
太阳能作为一种绿色能源具有巨大的潜力。
太阳能热发电系统是一种利用太阳能将热能转化为电能的系统。
在这篇文章中，我们将对太阳能热发电系统的热力学特性进行分析，探讨其工作原理和优势。
1. 太阳能热发电系统的工作原理太阳能热发电系统一般由太阳能集热器、热储罐、蒸汽发生器、汽轮发电机等部件组成。
系统的工作原理如下：首先，太阳能集热器通过吸收太阳光的热辐射，将太阳能转化为热能。
常见的太阳能集热器有平板型、真空管型和抛物面型等。
集热器内部涂有吸热涂层，能将吸收的太阳辐射转化为热能。
其次，热储罐用于存储集热器获得的热能。
热储罐通常由保温材料包裹，并且具有较好的热隔离性能。
这样可以保证热能在一段时间内不被损失，以备后续发电使用。
然后，蒸汽发生器通过将热储罐中的热能传递给工作介质（如水），使其发生相变，产生高温、高压的蒸汽。
热储罐中的热能通过换热的方式转移到蒸汽发生器中，从而实现蒸汽发电的目的。
最后，高温高压的蒸汽驱动汽轮发电机，通过汽轮机的转动产生电能。
太阳能热发电系统的整个过程是将太阳能转化为热能，再将热能转化为机械能，最后再将机械能转化为电能。
2. 太阳能热发电系统的优势太阳能热发电系统相比于传统的火力发电和核能发电具有以下优势：首先，太阳能是一种永无止境的能源。
太阳每天都会给地球带来大量的光和热，能源来源非常广泛。
与石油、煤炭等化石能源相比，太阳能的资源更加丰富，可以长期供应能源需求。
其次，太阳能热发电系统具有较低的污染性。
相比于传统的火力发电和核能发电，太阳能发电不会释放二氧化碳等温室气体和放射性物质，对环境污染较小。
再次，太阳能热发电系统的运行成本相对较低。
一旦系统建成投入使用，太阳能的供应是免费的，不需要额外的能源消耗。
此外，系统中的设备寿命长，维护费用较低。
最后，太阳能热发电系统可以实现分布式发电。
太阳能是分散在全球各地的，可以在多个位置建设太阳能热发电系统，使得能源供应更加均衡和稳定。
太阳能光热研究进展
太阳能光热研究进展太阳能光热技术是利用太阳能将光能转化为热能的技术。
它具有可再生、清洁、无污染等优点，被广泛应用于供暖、制冷、热水等领域。
近年来，太阳能光热技术取得了一系列研究进展，下面将从材料、器件、系统和应用四个方面进行介绍。
在太阳能光热材料方面，新型材料的开发和优化已经取得了显著进展。
传统的太阳能光热材料主要是具有高吸光率和低反射率的表面涂层，如黑镀铬、黑镀镍和黑氧化铝等。
然而，这些材料的热稳定性和寿命都有一定的限制。
近年来，研究人员发现了一些具有良好光吸收性能和热稳定性的新型材料，如纳米级多孔材料、氮化硅和石墨烯等。
这些新型材料具有更高的吸光率和更低的热反射率，可以显著提高太阳能的吸收和转化效率。
在太阳能光热器件方面，高效率和低成本是目前的研究重点。
常见的太阳能光热器件包括平板集热器、抛物槽集热器和太阳能塔。
平板集热器是最常见的太阳能光热器件，但其光热转换效率较低。
近年来，研究人员通过提高吸光率、降低热损失和改进集热器结构等方法，显著提高了太阳能光热器件的热效率。
其中，石墨烯是一种具有极高导热性和良好光吸收性能的材料，可以用于制造高效的太阳能光热器件。
在太阳能光热系统方面，集热器、储热器和传输系统的改进是当前的研究重点。
集热器是太阳能光热系统的核心组成部分，其结构和材料的优化对系统的热效率有重要影响。
储热器用于储存太阳能的热能，以便在夜间或阴天使用。
近年来，研究人员提出了许多新型的储热材料和储热器结构，如石墨烯气凝胶、相变材料和盐储热器等。
这些新型储热材料具有更大的储热容量和更快的热释放速度，可以提高太阳能光热系统的热效率和稳定性。
传输系统是太阳能光热系统的重要组成部分，通过传输热能来满足不同应用的需求。
近年来，研究人员提出了许多新型的传输系统，如光纤传输系统、热管传输系统和气流传输系统等。
这些新型传输系统具有更高的传输效率和更低的能量损失，可以提高太阳能光热系统的综合效益。
在太阳能光热应用方面，住宅供暖、工业加热和电力发电是当前的主要应用领域。
太阳能集热器效能提升策略研究
太阳能集热器效能提升策略研究概述:太阳能集热器是一种将太阳能转化为热能的设备，被广泛应用于供暖、热水和工业过程等领域。
然而，目前太阳能集热器的效能仍存在较大改进空间。
本文将探讨太阳能集热器效能提升的策略，包括增大集热器吸收面积、优化集热器材料和加强系统热损失控制等方面。
增大集热器吸收面积:集热器吸收面积是决定其效能的重要因素。
通过增大集热器吸收面积可以增加太阳能的捕获量，提高热能的转化效率。
一种常见的增大集热器吸收面积的方式是优化集热器的设计。
例如，可以增加集热器的板片数量或延长板片的长度，以提高吸收面积。
同时，还可以设计集热器的形状，如采用波纹形状的板片，以增加其吸收光线的能力。
优化集热器材料:集热器材料的选择对效能提升起到至关重要的作用。
目前常用的集热器材料包括铜、铝和不锈钢等。
这些材料具有良好的导热性能和耐高温性能，但其吸收太阳光的能力有限。
因此，研究人员已经开始探索新型的集热器材料，如纳米材料和光学波导材料。
这些材料具有更高的光吸收效率和热传导性能，能够提高太阳能集热器的效能。
加强系统热损失控制:太阳能集热器在能量转化过程中会存在一定的热损失，这对效能造成影响。
为了减少热损失，可以采取一系列措施。
首先，对集热器进行良好的绝热设计，如增加集热器的绝热层厚度、采用隔热材料等，以减少热量的散失。
其次，可以采用集热器的自动清洗系统，保持集热器的表面清洁，减少灰尘和污染物对集热器的影响。
此外，还可以通过增加集热器的反射层，将反射的光线重新引导到集热器表面，提高光能的吸收率，减少热损失。
结论:太阳能集热器的效能提升是实现可持续能源利用的关键之一。
通过增大集热器吸收面积、优化集热器材料和加强系统热损失控制等策略可以有效提升太阳能集热器的效能。
未来，随着技术的发展和创新的推动，相信太阳能集热器的效能还能进一步提升，为可持续能源发展做出更大的贡献。
参考文献：1. Zhang, N., Zhang, Y., Zhang, X., & Luo, X. (2020). Research progress on solar-thermoelectric energy conversion materials and devices. Energy Reports, 6, 1326-1342.2. Sudhakar, K., Prasad, D. T., & Kant, K. (2016). Thermal energy storage and heat transfer characteristics using phase-change materials for solar thermal applications: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 58, 128-154.3. Babatunde, O. O., & Jegede, A. I. (2018). Perspectives on solar water heating system for residential buildings in Nigeria: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82, 2330-2342.。
太阳能光热技术研究与应用
太阳能光热技术研究与应用太阳能是人类一直以来一种重要的能源，尤其在现代工业化的社会中，对可再生能源的需求越来越大。
太阳能光热技术是一种将太阳辐射转化为热能的技术，其应用范围十分广泛。
下面本文将从太阳能光热技术的研究、应用以及前景展望三个方面依次进行论述。
一、太阳能光热技术的研究太阳能光热技术的研究是从20世纪初开始的，经过了数十年的发展，它的相关技术不断更新和改进，也有很多国内外的研究机构投入到了这个领域来。
按照利用太阳能转化方式的不同，目前主要的太阳能光热技术有以下几种：平板式太阳热水器、真空管式太阳热水器、集热器太阳能热电联产、太阳能冷却和集中式太阳能热电供能等。
其中最常见的就是利用太阳能产生热水的太阳热水器。
太阳热水器的原理是将黑色吸热器面对着太阳辐射，并且通过吸热板将太阳辐射吸收的热能传导给水管，从而使水管内的水被加热。
这种太阳热水器在设备简单、安全、易维护等方面具有许多优势，而且是现代居民家庭、酒店、宾馆等生活场所热水供应的重要来源。
二、太阳能光热技术的应用太阳能光热技术在现代工业中有着非常广泛的应用。
例如，太阳能加热器可以用于供应工业生产中的热水、蒸汽等。
在新能源领域中，太阳能光热发电领域也是目前备受关注的领域之一。
太阳能光热发电技术，也被称为太阳能热电联产技术，它是将太阳能转化为热能，再将其转化为电能，从而实现可再生能源的利用。
太阳能热电联产技术是目前外资企业研究的热点之一，以德国为代表的国外企业已经开始大规模投资研发和建设太阳能热电联产电站。
从技术研究角度来看，太阳能光热技术的应用还远远没有达到顶峰，特别是在细节的优化等方面，还有很大的提升空间。
三、太阳能光热技术的前景展望太阳能是一种天然、清洁、可再生的能源，随着科技进步及环保理念的普及，它的热度越来越高。
太阳能光热技术是太阳能利用的重要手段，它在各种领域中都有广泛的应用。
未来还将进一步发展微潮流的太阳能技术，让太阳能在领域扩大和使用逐步扩展。
太阳能集热器工作原理
太阳能集热器工作原理
太阳能集热器是一种利用太阳能来产生热能的装置，主要用于加热水，供热和发电等领域。
其工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 太阳能辐射
太阳能集热器的工作首先需要太阳能的辐射。
当太阳辐射到集热器上时，会产生光热能，使集热器的温度升高。
2. 吸热涂层吸收
太阳能集热器的集热面通常涂有一层黑色的吸热涂层，可以吸收太阳
能的光热能，并将其转换成热能。
3. 热传导
当吸热涂层吸收到太阳能之后，热能会通过热传导的方式快速传递到
集热器内部。
4. 管道循环
在集热器内部，有一条管道贯穿其中，管道内填充了热媒介，比如水
或空气等。
热能就会通过管道循环的方式传递到热媒介中。
5. 热媒介流动
热媒介被加热后，会产生热对流，从而流动到储热容器中储存，供后
续使用。
6. 损失及维护
太阳能集热器在运行过程中，会有一定的热损失，同时也需要进行定
期的维护和保养，以确保其正常运行。
总体来说，太阳能集热器的工作原理比较简单，通过吸收太阳辐射的
光热能并将其转化为热能，再通过管道循环等方式将热传递到热媒介中，最终实现加热、供热和发电等功能。
随着太阳能技术的不断发展，太阳能集热器的效率也在不断提高，为我们更加清洁、绿色的能源未
来带来了希望。
太阳能集热器的热平衡研究
太阳能集热器的热平衡研究太阳能集热器是一种利用太阳辐射能将光能转换成热能的设备。
在其内部，太阳辐射能被吸收并转化成热能，然后通过导热介质传递到加热载体中，最终实现热能利用。
因此，对太阳能集热器热平衡的研究就显得尤为重要。
一、太阳能集热器的能量转换过程太阳能集热器内部能量转换过程是一个复杂的物理流动过程，从吸收太阳辐射能到最终释放热能，需要一系列的热平衡关系。
在研究太阳能集热器的热平衡问题之前，需要了解其能量转换的过程。
太阳辐射能传递到太阳能集热器表面后，大部分能量会被吸收，并通过传热方式传递到集热器内部的加热介质中。
可以通过考虑太阳能集热器内外表面与环境之间的热交换，来研究太阳能集热器的热平衡。
具体而言，在给定的时间段内，集热器内外表面与环境之间的热交换量必须满足零平衡条件。
同时，还需考虑集热器内部各部分之间的热平衡关系。
二、太阳能集热器的热平衡问题太阳能集热器的热平衡问题涉及多个因素，包括太阳辐射、集热器的结构和材料、加热介质的流速等。
在实际应用中，需要设计出具有较高的热效率的太阳能集热器。
太阳能集热器的热平衡问题存在一定的难度，具体表现在以下几个方面。
（一）理论模型复杂太阳能集热器内部的能量转换过程是一个复杂的物理过程，因此研究太阳能集热器的热平衡需要充分考虑太阳辐射、集热器的特征参数以及加热介质的物理性质等各方面因素。
因此，理论模型相对复杂，需要精细调节。
（二）实验验证难度大由于太阳能集热器的特殊工作原理，其表面温度远高于环境温度，在实验中很容易受到外部环境的影响，造成热平衡研究的困难。
此外，由于实验室条件的限制，太阳辐射和环境温度等参数也难以控制，这也增加了实验的难度。
（三）设计缺乏实际应用体验太阳能集热器的热平衡问题不仅需要满足理论模型，还需要经过实际应用体验的检验。
但是，由于太阳能集热器的使用寿命长，需要持续地连续工作，因此在实际应用中很难进行大规模的实验。
三、太阳能集热器热平衡研究的发展趋势随着能源环境的日益恶化，人们越来越关注太阳能等可再生能源的利用问题。
太阳能光热集热器的效率提升研究
太阳能光热集热器的效率提升研究太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到越来越多的关注。
而太阳能光热集热器作为太阳能利用的一种方式，具有高效率、低排放等优势。
然而，如何提升太阳能光热集热器的效率一直是研究者们的关注焦点。
本文将探讨几种提升太阳能光热集热器效率的方法。
首先，选择合适的材料是提升太阳能光热集热器效率的关键。
对于光热转换器上的吸热涂层而言，选择具有高吸收率和低辐射率的材料至关重要。
高吸收率能使光热集热器更好地吸收太阳能，并将其转换为热能。
而低辐射率则可以减少过热过程中的能量损失。
因此，研发高性能的吸热涂层材料对于提高太阳能光热集热器效率至关重要。
其次，优化光热集热器的结构设计也是提高效率的关键。
太阳能光热集热器的结构复杂多样，包括平板式、聚光式和槽式等。
而不同结构的光热集热器在不同条件下有着各自的适用范围和优势。
例如，槽式光热集热器可以实现对太阳能的聚光，提高能量利用效率。
因此，在选择光热集热器结构时，需要根据实际使用环境和需求进行优化设计，以达到最佳的能量利用效果。
此外，有效的热储存和热传输也对于提升太阳能光热集热器效率至关重要。
太阳能光热集热器一般会将太阳能转化为热能，而这些热能需要妥善处理和应用。
在热储存方面，选择合适的储热材料和设计合理的储热系统是必要的。
热传输方面，采用高效的传热管道和导热介质可以提高热能的传输效率，确保充分利用太阳能的热能。
另外，智能控制系统也可以帮助提升太阳能光热集热器的效率。
通过智能控制系统，可以根据天气状况、太阳能辐射强度和用户需求等因素，对光热集热器的工作状态进行精确调控。
例如，在晴天时可以加大吸热涂层的工作面积，以增加太阳能的吸收和转化；而在阴天或夜晚，可以减小吸热涂层的工作面积，避免能量损失。
智能控制系统的应用可以实现太阳能光热集热器的自主运行，并根据实际需求灵活调节，进一步提高能量利用效率。
最后，持续的研究和创新是推动太阳能光热集热器效率提升的基础。
太阳能光热发电系统的效率与优化研究
太阳能光热发电系统的效率与优化研究随着能源需求的不断增加和环境问题的日益严重，寻找替代能源已成为全球共同关注的议题。
太阳能作为一种洁净、可再生的能源源，受到了广泛关注。
太阳能光热发电系统作为太阳能的一种利用方式，具有很大的潜力。
本文将探讨太阳能光热发电系统的效率与优化研究。
首先，了解太阳能光热发电系统的原理是非常重要的。
太阳能光热发电系统通过将太阳能集中转化为热能，再将热能转化为电能。
其核心设备是太阳能集热器和发电机组。
太阳能集热器可以将太阳的光能集中到一个点上，产生高温，再通过传热介质将热能传递给发电机组，发电机组通过热能驱动涡轮发电，最终将太阳能转化为电能。
为了提高太阳能光热发电系统的效率，研究人员采取了多种优化措施。
首先是集热器的设计优化。
集热器的设计关系到整个系统的效率。
目前最常用的太阳能集热器有平板式和抛物面镜式两种。
平板式的太阳能集热器结构简单，制造和维护成本低，但效率较低。
而抛物面镜式的太阳能集热器可以将太阳的光能集中到一个点上，提高光热转换效率。
但抛物面镜的成本较高，制造更加困难。
因此，研究人员需要在平衡成本和效率的基础上进行优化，以达到最佳的效果。
其次是传热介质的选择优化。
传热介质在太阳能光热发电系统中起着重要的作用。
常见的传热介质有水蒸汽、油和盐等。
不同的传热介质有不同的热导率和热容量，影响着热能的传递效果。
研究人员通过实验和模拟计算，寻找最佳的传热介质，以优化系统效率。
此外，调节收集器的角度和方向也是提高系统效率的重要手段。
太阳能的辐射强度随着时间和季节的变化而变化，因此，调节收集器的角度和方向可以最大限度地吸收太阳能。
研究人员通过计算和分析，确定最佳的角度和方向，以提高系统的效率。
在实际应用中，太阳能光热发电系统还面临一些挑战。
首先是系统的能量损失问题。
太阳能光热发电系统在能量的转化过程中，有一定的能量损失。
这些能量损失可能来自于集热器的热辐射、传热介质的流体阻力和泄漏等。
集热器原理
集热器原理
集热器是一种利用太阳能进行能量转换的设备，它可以将太阳光能转化为热能，用于供暖、热水等方面。
集热器的原理主要包括太阳能的吸收、传导、储存和利用，下面将逐一介绍。
首先，集热器利用的是太阳能的吸收原理。
太阳能通过集热器上的吸收器表面
被吸收，吸收器通常采用黑色或涂有吸收涂层的材料，这样可以更好地吸收太阳光能。
吸收器的材料应具有良好的热传导性能，以便将吸收的热能快速传导出来。
其次，集热器利用的是热能的传导原理。
吸收的太阳能被传导至集热器内部的
传热介质，一般为液体或气体。
传热介质在集热器内部流动，通过与吸收器接触，将吸收的热能传导至集热器的热交换器。
接着，集热器利用的是热能的储存原理。
热交换器将传热介质中的热能传递给
工作介质，如水或空气。
在集热器系统中，通常会配置一个储热罐，用于储存热能。
这样可以在太阳能不足或夜间等无法直接获得太阳能的情况下，继续供应热能。
最后，集热器利用的是热能的利用原理。
经过集热器系统的热交换和储存后，
热能可以被用于供暖、热水等方面。
例如，在太阳能集热器用于热水器时，热能可以直接加热水箱中的水，供应热水。
总的来说，集热器的原理是通过吸收太阳能、传导热能、储存热能和利用热能，将太阳能转化为可供人们使用的热能。
这种利用太阳能的方式不仅环保，而且可以节约能源成本，因此在现代社会得到了广泛的应用。
随着技术的不断进步，集热器的效率和稳定性也在不断提高，相信在未来会有更多的创新和发展。
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I 圆锥曲面组合式太阳能集热器研究摘要本课题研究的是太阳能热发电系统的关键部件——集热器，通过对已有的碟式集热器进行创新型改进，提高其热效率。
也就是在已有的碟式集热器底部位置附加一个双曲面体，并在焦点位置换成具有反射作用的双曲面，吸热器改到底部接收太阳能。
同时，运用组合式圆锥曲面的几何光学特性及涡动力学的相关理论，对原有及改进型集热器效率进行理论估算，并提出了验证实验，与原有集热器性能进行对比。
最后指出了文章不足之处，提出对组合式圆锥曲面结构进一步研究的展望。
关键词：太阳能集热器，碟式，双曲面II Conical Surface Combined Type Solar Energy CollectorResearchABSTRACTThis topic is the key to solar thermal power system components - collector, through the existing disc collector for innovative improvements to enhance the thermal efficiency. That is the existing position of the bottom disc collector attached to a hyperboloid body, and focus position into a reflex of the hyperboloid, the Ministry of heat sinks change in the end to receive solar energy. At the same time, the use of combined cone surface geometry and optical properties of the theory of vortex dynamics, the original collector efficiency and improved theoretical estimates, and proposed a verification experiment, and compare the performance of the original collector. Finally, the article pointed out the inadequacies of the structure made of composite conical surface for further study prospects.KEY WORDS:solar collector, dish type，hyperboloidIII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1太阳能的利用及其发展趋势 (1)1.1.1 太阳能概念 (1)1.1.2太阳能的利用 (1)1.1.3 太阳能利用的类型 (1)1.1.4 太阳能发展趋势 (2)1.2当前太阳能光热发电技术 (2)1.3太阳能集热器、吸热器的定义与分类 (5)1.4太阳能热发电的主要问题及本文的研究意义 (7)1.4.1 太阳能热发电的主要问题 (7)1.4.2 本文的研究内容及意义 (8)1.5本章小结 (8)2 聚光太阳能集热器 (9)2.1概述 (9)2.2聚光集热器的类型 (9)2.3聚光太阳能集热器的基本理论 (10)2.3.1 聚光比与集热温度 (10)2.3.2 理论聚光比和理论集热温度 (12)2.4抛物面聚光集热器 (13)2.4.1 聚光器的几何参数 (13)2.4.2 聚光集热器的热学分析 (15)3 新型集热器的初步设计及计算 (17)3.1新型集热器的结构及其可行性分析 (17)3.1.1 已有的模型 (17)3.1.2 本文采用的改进型集热器 (17)3.1.3 方案可行性论证 (20)3.2不考虑涡环结构情况下改进后的热性能 (24)3.2.1 抛物面聚光比的选取确定 (24)3.3考虑涡环结构后集热器的热性能 (28)3.3.1 涡环的形成 (28)IV3.3.2 涡环结构的优越性 (29)3.4本章小结 (34)4 新型集热器性能的模拟计算 (35)4.1太阳能热发电系统的具体结构参数设计 (35)4.2新型集热器的功率、效率对比验证模拟计算 (38)4.3涡环结构对吸热器吸热效率的作用 (42)4.4本章小结 (42)5 总结与展望 (43)5.1主要内容回顾 (43)5.2研究成果 (43)5.3研究展望 (43)致谢 (45)参考文献 (46)圆锥曲面组合式太阳能集热器研究 11 绪论1.1 太阳能的利用及其发展趋势1.1.1 太阳能概念太阳能是太阳内部由“氢”聚变成“氦”的原子核反应产生的能量。
太阳的核聚变可维持上百亿年，而地球尚可生存数十亿年，所以说利用太阳能的时间是无限的。
太阳辐射到地球表面的太阳能量其功率为80万亿千瓦，每秒钟照射到地球上的，就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。
广义能量太阳能是地球上许多能量的来源，如风能、化学能、水的势能等。
狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
人类利用大阳能已有三千多年的历史。
将太阳能作为一种能源和动力加以利用，则只有三百年的历史。
近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师发明第一台利用太阳加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。
三百年来，利用太阳能的研究和使用历经坎坷，主要原因是技术尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视与支持。
1.1.2 太阳能的利用太阳能是一种洁净的新能源，应用太阳能不会引起大气污染，也不会影响生态平衡。
与煤炭、石油等常规能源相比，它具有以下特点：1）太阳能是地球上最主要的能源，处处都有太阳能，不需要运送，用一定的设备就可以就地应用，这对于边远地区，有更实际的意义。
2）太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。
据估算，在过去漫长的11亿年中，太阳只消耗了它本身能量的2%。
太阳是一个炽热的球体，它将源源不断的将能量辐射到地球上。
3）虽然到达地球的太阳能量非常巨大，但这种能量分散，是一种低密度的间断性能源，要采集到足够功率的能源，收集装置面积必须大，因而造价高。
但这是暂时性的，可以通过提高收集效率和采用廉价材料的方法来克服这些问题。
4）太阳能的采集受气候、昼夜的影响较大。
采集量极不稳定，因此必须有储能装置，以提高其热能采集及应用系统的稳定性。
1.1.3 太阳能利用的类型关于太阳能的利用有很多种分类，但较权威的一般吧太阳能的利用分为3种形式：(1)转化为电能，包括太阳能光伏发电( 通过半导体光伏电池直接把太阳辐射能转化为电能 )和太阳能光热发电( 将太阳能转化为热能,然后利用热力循环的方法带动发电机陕西科技大学毕业论文 2发电)；(2)转化为热能，包括太阳能灶，太阳能温室，太阳能空调，海水淡化，太阳能建筑等；(3)转化为化学能，包括光合作用，能源植物，太阳能制氢等。
其中，太阳能热发电主要包括两大类型：太阳能间接发电，即太阳能通过热机带动常规发动机发电；太阳能直接发电，太阳能利用半导体或金属材料的温差发电、真空器件的热电子和热离子发电等。
前者已有一百多年的发展历史，而后者尚处于原理性实验阶段。
通常所说的天阳能热发电技术主要指太阳能间接发电。
本文仅研究太阳能间接光热发电技术。
1.1.4 太阳能发展趋势在煤炭、石油、天然气等常规能源日益减少,而人类对能源的需求越来越大的情况下,太阳能作为取之不尽、用之不竭、清洁环保的可再生能源,备受各国政府重视。
国际太阳能利用技术和产品的日趋成熟,更为太阳能推广利用创造了条件。
目前,可持续发展观念被普遍接受,太阳能开发、利用的研究也将掀起热潮。
至本世纪中叶,世界范围内的能源问题、环境问题的最终解决将依靠可再生洁净能源特别是太阳能的开发利用,随着越来越多国家的政府和有识之士的重视,太阳能的利用技术也有望在短期内获得较大进展。
越来越多的人们开始重视有机薄膜太阳能电池,制作太阳能电池主要是以半导体材料为基础的,其工作原理是利用光电材料吸收光能后发生的光电子转移效应。
不论以何种材料来制作电池,对太阳能电池材料一般的要求有:1)半导体材料的禁带不能太宽;2)要有较高的光电转换效率;3)材料本身对环境不造成污染;4)材料便于工业化生产且性能稳定。
基于以上几个方面的考虑,硅是最理想的太阳能电池材料,这也是太阳能电池以硅材料为主的主要原因。
但随着新材料的不断出现和相关技术的发展,以其他材料为基础的太阳能电池也愈来愈显示出诱人的前景。
进入21世纪以来,世界各国都十分重视太阳能利用技术的开发,而我国由于得天独厚的地理位置而具有丰富的太阳能资源,我国的年太阳能辐射能量,据估计能达到3 340 ~ 8 400MJ/m2。
由此可见,充分开发利用太阳能资源是节省和替代常规能源的有效措施,是实现能源可持续发展战略的必由之路。
而根据有关部门的预测,到2050年左右,太阳能将超过石油天然气等其他常规能源的使用规模而成为新能源的典型代表,进而在人类的生产、生活和社会展中扮演重要的角色。
1.2 当前太阳能光热发电技术根据太阳能聚光形式的不同，聚集式太阳能热发电系统通常分为3种：槽式线聚集，塔式定日镜和碟式点聚焦。
其中，槽式系统由于是线聚集，一般采用真空管式吸热器。
塔式和碟式则是点聚集，一般采用腔式吸热器。
1）槽式太阳能热发电系统槽式太阳能热发电系统是利用槽形抛物面反射镜将太阳光线聚焦到集热器上，对传热工质进行加热，经换热产生的蒸汽推动汽轮机带动发电机发电的能源动力系统。
其特圆锥曲面组合式太阳能集热器研究 3点是聚光集热器由许多分散布置的槽形抛物面聚光集热器串、并联组成，如图1所示。
槽式太阳能热发电系统分为2种形式：传热工质在各个分散的聚光集热器中被加热形成蒸汽汇聚到汽轮机，称之为单回路系统，如图1-1a所示；传热工质在各个分散的聚光集热器中被加热汇聚到热交换器，经换热器再把热量传递给汽轮机回路，称之为双回路系统，如图1-1b所示：图1-1 槽式太阳能热发电系统工作图太阳能槽式发电系统是最早实现商业化的太阳能光热发电系统，它采用大面积的单轴槽式太阳能追踪采光板，通过对太阳光的聚焦，把太阳光聚集到安装在抛物线形反光镜焦点上的线形接收器上，并加热流过接收器的热传导液，使热传导液汽化，同时在能量区的热转换设备中产生高压、过热的蒸汽，然后送入常规的蒸汽涡轮发电机内进行发电。
通常接收太阳光的采光板采用模块化布局，许多采光板通过串并联的放置，均匀的分布在南北轴线方向。