刘跃财+王诗文

摘 要 本文提出了模块化设计聚光集热系统的思路，以等厚菲涅尔透镜和腔式集热器为研究对象，设计一套新型模块化的太阳能聚光集热系统。通过SolidWorks建立三维模型，利用TracePro、FLUENT进行了仿真分析。结果表明：理想情况下，等厚菲涅尔透镜聚光比高，且光学效率为91.298%，腔式集热器热效率在85%以上，系统整体性能良好。

关键词 聚光集热；模块化；等厚菲涅尔透镜；腔式集热器

中图分类号 TK519 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0296-03

太阳能具有普遍广泛、清洁无害等优点，且开发利用方式多样，而将太阳能转换成热能加以利用是其中能量利用率较高和应用较为广泛的方式[ 1 ]。在光—热转换过程中，聚光集热系统作为核心部件，故对其的优化设计尤为重要。

众多国内外学者对应用于不同场合的聚光集热系统进行了大量设计。K. Lovegrove，G. Burgess等[ 2 ]设计并建立了一个500m2的碟式聚光集热装置，由380块完全相同的1.17m×1.17m的球面镜拼装而成，聚光倍数为2 000倍以上。熊亚选、吴玉庭等[3]为10kW分布式太阳能热—电联供系统设计制造了大型的槽式太阳能聚光集热器，其光热转换效率超过60%。Tao Tao，Zheng Hongfei等设计的槽式太阳能聚光集热器采用多曲面聚焦，让经过上曲面未聚焦的光线转移到下曲面进行二次聚焦，使太阳能接收器受上下两面的聚焦加热，提高了接收器的效率。J. Llorente，J. Ballestr？′n等设计了一种新型太阳能菲涅尔反射聚光集热装置，该装置由864块15cm×12cm的镜面在9个环上镶嵌而成，当所有镜面均聚焦到同一点时，良好天气条件下吸热处的温度为1 500K。……