双级聚光集热的槽式太阳能热发电系统研究

作     者：盖忠睿 赵凯 杨天龙 饶琼 潘莹 金红光 GAI Zhongrui;ZHAO Kai;YANG Tianlong;RAO Qiong;PAN Ying;JIN Hongguang

作者机构：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 中国科学院工程热物理研究所北京100190 郑州大学机械与动力工程学院郑州450001 中国科学院大学北京100049 中国科学院长时规模储能重点实验室北京100190 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2025年第59卷第2期

页      面：32-40页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52176026 52241601) 

主　　题：槽式太阳能热发电 聚光比 传热介质 热效率 [火用]损失 

摘      要：为了提高槽式光热发电系统的性能,通过高、低聚光比镜场的耦合布置,辅以两种传热介质的搭配,建立了双级聚光集热的槽式太阳能热发电系统模型,与传统槽式光热发电系统展开对比,得到了双级系统集热、换热性能提升的机理和系统关键过程[火用]损失减小的原因。对双级系统进行能量分析和[火用]分析,展示了双级系统中的能量和[火用]流动情况,揭示了在镜场侧和动力侧的各项能量和[火用]损失的分布规律。结果表明:双级聚光集热系统中镜场的耦合布置有效地提高了系统的集热性能,两种传热介质的协同搭配改善了系统的换热性能。损失分布方面,光学损失仍是导致系统集热损失的重要因素,同时光热转化过程的不可逆损失在[火用]损失中占比较大,具有较大的提升潜力。双级系统的热效率可达到27.35%,[火用]效率达到28.84%,相较于传统单聚光比、单介质的槽式太阳能热发电系统,热效率和[火用]效率均可提升0.9%~1.5%,相同发电量下可节省镜场面积4%~6%。研究为槽式太阳能热发电系统提出了改进策略,为进一步优化研究提供了一定的理论依据。