再者,对于现有太阳能热技术,由于太阳辐照的不连续性和不稳定性,造成聚光集热场的聚光集热效率波动幅度大(从30%到70%剧烈变化),导致现有太阳能聚热系统年均聚光集热效率较低。为了提高变辐照光—热—功转换性能,公司科研人员研究提出了变辐照主动调控的光热转换新方法:对于聚光集热热力过程,从减小不同季节余弦损失思路出发,提出了一种全新的槽式旋转跟踪太阳能聚光集热方法和一种倾斜轴跟踪槽式太阳能聚光集热方法,并对变辐照条件下聚光能量损失的变化规律进行研究。
传统的单轴跟踪槽式太阳能聚光集热器的方位角固定,南北布置东西跟踪或者东西布置南北跟踪是较常用的两种方式。这种聚光集热方式在太阳辐照变化时,聚光集热量和聚光集热效率波动很大。国际上研究的双轴跟踪槽式太阳能聚光器,能够实现太阳垂直入射,从而消除余弦损失造成的负面影响。但是,双轴跟踪槽式聚光集热器机械传动系统复杂,刚度较低,运行维护成本高。目前这种技术(美国Sandia实验室和德国DLR),无法在太阳能规模化得到广泛应用。
深圳市尚新热电能源科技有限公司科研人员从减小不同季节余弦损失思路出发,基于上述槽式旋转跟踪太阳能聚光集热方法,研制了用于槽式聚光的旋转跟踪太阳能聚光集热器,研发了36 kW热水机实时*轨道旋转式跟踪、全新的槽式聚光集热新产品。具有不同季节调变聚光镜方位角的功能,减小余弦效应带来的聚光能量损失,使年均聚光集热场效率接近设计峰值。
该聚光产品主要包括:槽式旋转跟踪聚光镜,串联流程集热管,太阳能给水加热装置,聚光集热性能测试装置。太阳能聚光镜的支架安装在我公司**产品轨道式旋转支架上,并与其固定,工字钢圆形轨道,周围安装有滑轮和支撑滚轮。转盘能通过控制和驱动装置带动固定在旋转支架上的聚光镜和集热管水平旋转,从而实现对聚光镜方位角的改变,进而可以减小太阳入射角的余弦效应造成的余弦聚光能量损失。传热流体(导热油)通过槽式太阳能聚光集热器,吸收太阳能达到300℃左右的温度进行利用。春夏秋季,导热油在槽式太阳能聚光集热器中吸收太阳热能后,被油循环泵送入地下储热体内,将热量传递给储热介质后,导热油再次流回到储油罐,继续下个循环。冬季,导热油在槽式太阳能聚光集热器中吸收太阳热能后,被油循环泵直接送入供暖系统对户内进行供暖,由于导热油吸收热量后比体积会变大,而且导热油受热后易挥发,因此,在系统的较高点布置了油膨胀罐,从而对系统的油循环回路起到稳压和缓冲的作用。