项目名称：基于槽式抛物面聚光和人工黑体的高效太阳能集热器研发

立项年份：2011年

　　指导教师：巩亮，讲师；研究方向：流体与传热的数值研究

　　项目成员：

　　闫凯，2009级，工程力学；李玉杰，2009级，工程力学；

　　李洪岩，2009级，热能与动力工程；冷川，2009级，热能与动力工程；

　　张莹，2009级，油气储运工程。

　　项目简介：

　　本项目拟研发一种基于槽式双反射镜聚光和人工黑体的新型太阳能集热器。新型集热器将采用槽式双反射镜聚光，集热管可以在反射镜下部保持不动，克服了传统集热管安装不便的缺点，并使太阳光跟踪装置的能量消耗明显降低；新型三管连接式腔体吸收器克服了传统真空集热管向外界有光学损失、辐射换热、对流换热的缺点，提高了吸收器的集热效率。使用Tracepro和Fluent仿真实验发现：当镜面反射率均为0.86时，传统集热器集热效率为45.3%，本装置集热效率为56.1％，比传统集热器效率提升10.8％。

　　创新点描述：

　　新型集热器采用槽式双反射镜聚光，克服了传统集热管不利于安装和保温的缺点，并使太阳光跟踪装置的能量消耗明显降低；利用人工黑体原理，设计了新型三管连接式腔体吸收器，明显降低了真空集热管向外界的光学损失、辐射换热损失和对流换热损失，提高了吸收器的集热效率。

　   1.副镜支座 2.副反射镜 3.太阳光信号接收器 4.后轴承 5.主反射镜 6.装置支座7.步进电机

　　8.非真空集热管组9.人工黑体腔10.传动齿轮11.前轴承12.传动螺杆13.装置支架

　　图1新型太阳能集热器3D模型图

图2仿真实验截图

图3集热器全天运行情况模拟

　　注：传统槽式集热方案为方案A；人工黑体腔内放置单根集热管为方案B，放置三根真空集热管为方案C。