考虑环境风时碟式太阳能热发电系统用腔式吸热器的热性能模拟THERMAL PERFORMANCE SIMULATION OF CAVITY RECEIVER FOR DISH CSP SYSTEMS CONSIDERING AMBIENT WIND
王晓文,屠楠,方嘉宾,王驰宇,刘晓群,刘家琛
摘要(Abstract)：
吸热器是碟式太阳能热发电系统中集热系统的关键部件，为了探究环境因素对吸热器热性能的影响，利用光线追踪和数值计算的方法，在考虑环境风的情况下，对腔式吸热器进行了不同工况时的热性能模拟，讨论分析了太阳高度角、环境风风向、风速及传热工质进口状态对腔式吸热器热性能的影响。结果表明：太阳高度角越小，腔式吸热器对流热损失越大；随着环境风风向角的增大，无论风速如何，腔式吸热器的热损失都呈现先减小后增大的趋势，当风向角为135°时的热损失最小，风向角小于45°时的热损失较大；任何风向下，腔式吸热器的热损失都随着环境风风速的增大而增大，且在0°和45°风向角下，腔式吸热器对于风速变化较为敏感；传热工质进口流量的增加会提升腔式吸热器的热性能，进口温度的提高则会降低腔式吸热器的热性能，且对其影响的规律呈线性。
关键词(KeyWords)： 太阳能热发电;碟式;腔式吸热器;螺旋盘管;环境风;传热特性;热性能
基金项目(Foundation): 陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目(2022KXJ-179);; 西安市现代智能纺织装备重点实验室建设项目(2019220614SYS021CG043)
作者(Author): 王晓文,屠楠,方嘉宾,王驰宇,刘晓群,刘家琛
DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20230215.01
参考文献(References)：
- [1]王志峰，何雅玲，康重庆，等．明确太阳能热发电战略定位促进技术发展[J]．华电技术，2021,43(11):1-4.
- [2] HE Y L,WANG K,QIU Y,et al. Review of the solar fiux distribution in concentrated solar power:non-uniform features,challenges,and solutions[J]. Applied thermal engineering,2019,149:448-474.
- [3]习近平.继往开来，开启全球应对气候变化新征程：在气候雄心峰会上的讲话[N].人民日报，2020-12-13(1).
- [4] MIROSHNICHENKO I V,SHEREMET M A. Turbulent natural convection combined with thermal surface radiation inside an inclined cavity having local heater[J]. International journal of thermal sciences,2018,124:122-130.
- [5] RAJENDRAN D R,SUNDARAM E G,JAWAHAR P,et al. Review on infiuencing parameters in the performance of concentrated solar power collector based on materials,heat transfer fluids and design[J]. Journal of thermal analysis and calorimety,2020,140:33-51.
- [6] UHLIG R,FLESCH R,GOBEREIT B,et al. Strategies enhancing efficiency of cavity receivers[J]. Energy procedia,2014,49:538–550.
- [7] SLOOTWEG M, CRAIG K J, MEYER J P. A computational approach to simulate the optical and thermal performance of a novel complex geometry solar tower molten salt cavity receiver[J]. Solar energy,2019,187:13-29.
- [8] MOHAN S,SAXENA A,SINGH S. Heat loss analysis from a trapezoidal cavity receiver in LFR system using conduction-radiation model[J]. Solar energy,2018,159:37-43.
- [9]颜健，彭佑多，程自然.可实现均匀能流分布的太阳能碟式/三角形腔体接收系统的光学特性研究[J].太阳能学报，2020,41(7):202-213.
- [10] CSP Plaza. Diphyl导热油应用于西班牙Arenales槽式光热电站[EB/OL].(2014-04-10). http://www.cspplaza.com/article-3302-1.html.
- [11]严亮，肖刚，王诚，等．太阳能盘管腔式高温集热特性模拟与优化[J].能源工程，2015(2):39-44,50.
- [12] JETER S M. The distribution of concentrated solar radiation in paraboloidal collectors[J]. Journal of solar energy engineering,1986,108(3):219-225.