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《南京航空航天大学》 2006年
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5kW点聚焦太阳能斯特林发电系统的性能分析

高瑶  
【摘要】: 本文针对5kW点聚焦太阳能斯特林发电系统进行了性能分析。主要研究了点聚焦太阳能聚光器的误差对系统的功率和效率的影响。对所用的太阳能聚光器进行了设计,并对系统一天的运行功率输出和效率变化进行了数值模拟。 论文首先采用接近实际应用的等温模型对斯特林发动机进行建模,分别考虑了斯特林发动机中存在的三种流动阻力引起的功率损失和八种热损失引起的效率损失。其次,对5kW点聚焦太阳能斯特林系统聚光器进行了分析和设计,考虑了实际聚光器在加工过程中精确度引起的反射面与理想旋转抛物面之间存在的偏差即反射面倾斜误差和自动跟踪过程中存在的聚光器指向误差建立了两种误差分析模型。分别用这两种模型对聚光器存在的误差对聚光效率的影响进行了数值模拟。两种模型中,一种是基于聚光器误差几何模型,另一种采用经验模型公式。比较两种模型的结果可以看出,两种不同的数学模型计算的聚光器效率是基本一致的。 最后本文还对不同太阳辐射强度对点聚焦太阳能斯特林系统的影响进行了分析和模拟。分别分析和模拟了不同的反射倾斜误差、指向误差聚光器开口直径对太阳能聚光器的效率和系统总效率的影响。并模拟了南京某晴好一天5kW点聚焦太阳能斯特林系统的效率和输出功率变化情况。结果发现,在给定的设计聚光器尺寸、接收腔开口直径和斯特林发动机前提下,系统一天的效率和输出功率呈马鞍形。在太阳辐射强度最大的中午时刻,斯特林系统因转速的增加,流动阻力增加幅度很大,总效率和输出功率下降。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TK513;TK40

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【引证文献】
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