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阳台壁挂太阳能热水器聚光集热器工作原理

时间:2014-11-07 栏目:行业新闻 浏览:

  在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器(点聚焦)和槽形抛物面镜聚光集热器(线聚焦)。前者可以获得高温,但要进行二维跟踪;后者可以获得中温,只要进行一维跟踪。这两种聚光集热器在本世纪初就有应用,几十年来进行了许多改进,如提高反射面加工精度,研制高反射材料,开发高可靠性跟踪机构等,现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求,但由于造价高,限制了它们的广泛应用。

  70年代,国际上出现一种“复合抛物面镜聚光集热器”(CPC),它由二片槽形抛物面反射镜组成,不需要跟踪太阳,最多只需要随季节作稍许调整,便可聚光,获得较高的温度。其聚光比一般在10以下,当聚光比在3以下时可以固定安装,不作调整。当时,不少人对CPC评价很高,甚至认为是太阳能热利用技术的一次重大突破,预言将得到广泛应用。但几十年过去了,CPC仍只是在少数示范工程中得到应用,并没有象平板集热器和真空管集热器那样大量使用。我国不少单位在七八十年代曾对CPC进行过研制,也有少量应用,但现在基本都已停用。

  其他反射式聚光器还有圆锥反射镜、球面反射镜、条形反射镜、斗式槽形反射镜、平面。抛物面镜聚光器等。此外,还有一种应用在塔式太阳能发电站的聚光镜--定日镜。定日镜由许多平面反射镜或曲面反射镜组成,在计算机控制下这些反射镜将阳光都反射至同一吸收器上,吸收器可以达到很高的温度,获得很大的能量。

  利用光的折射原理可以制成折射式聚光器,历史上曾有人在法国巴黎用二块透镜聚集阳光进行熔化金属的表演。有人利用一组透镜并辅以平面镜组装成太阳能高温炉。显然,玻璃透镜比较重,制造工艺复杂,造价高,很难做得很大。所以,折射式聚光器长期没有什么发展。70年代,国际上有人研制大型菲涅耳透镜,试图用于制作太阳能聚光集热器。菲涅耳透镜是平面化的聚光镜,重量轻,价格比较低,也有点聚焦和线聚焦之分,一般由有机玻璃或其它透明塑料制成,也有用玻璃制作的,主要用于聚光太阳电池发电系统。

  我国从70年代直至90年代,对用于太阳能装置的菲涅耳透镜开展了研制。有人采用模压方法加工大面积的柔性透明塑料菲涅耳透镜,也有人采用组合成型刀具加工直径1.5m的点聚焦菲涅耳透镜,结果都不大理想。近来,有人采用模压方法加工线性玻璃菲涅耳透镜,但精度不够,尚需提高。

  还有两种利用全反射原理设计的新型太阳能聚光器,虽然尚未获得实际应用,但具有一定启发性。一种是光导纤维聚光器,它由光导纤维透镜和与之相连的光导纤维组成,阳光通过光纤透镜聚焦后由光纤传至使用处。另一种是荧光聚光器,它实际上是一种添加荧光色素的透明板(一般为有机玻璃),可吸收太阳光中与荧光吸收带波长一致的部分,然后以比吸收带波长更长的发射带波长放出荧光。放出的荧光由于板和周围介质的差异,而在板内以全反射的方式导向平板的边缘面,其聚光比取决于平板面积和边缘面积之比,很容易达到10一100,这种平板对不同方向的入射光都能吸收,也能吸收散射光,不需要跟踪太阳。

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