聚光集热器
太阳能资料
1、聚光型集热器利用聚焦原理，即利用光线的反射和折射原理，采用反射器或折射器使阳光改变方向，把太阳光聚集集中照射在吸热体较小的面积上，增大单位面积的辐射强度，从而使集热器获得更高的温度。
非聚光式集热器是利用热箱原理（也称温室效应）将太阳能转变为内能的设备。
最常见的太阳能集热器是非聚光式平板型集热器。
它的吸热体基本上为平板形状，吸热面积与采光面积近似相等，其结构如图（a）是利用温室效应的非聚光型集热器。
在温室充入CO2可提高温室效应。
2、当太阳高度角低的时候，也就是说阳光从真空射入大气层的角度小，光从低密度介质进入高密度介质的时候，会发生反射折射，反射和折射的情况与光的颜色和光的入射角有关，因为太阳光是白色，也就是混合的多钟颜色，所以某个太阳高度角情况下，总会有一部分颜色的光折射进大气层，一部分颜色的光反射回太空，太阳高度角越小，被反射出去的太阳光越多，折射进大气层的光线越少其实说的简单就是光的折射和反射同时进行了，因为不同颜色光的折射率不同，所以越到清晨或者黄昏，太阳高度角小，就有越多颜色的光被反射了出去，而没有折射进来，能够折射进来的只有红光，所以清晨和傍晚太阳都是红色的，同时大气层吸收的能量也少，当太阳高度角是90度的时候，也就是垂直射入大气层，这个时候所有光都可以折射进入大气层，没有任何一种颜色的光被反射了出去，所以正午十分吸收的能量是最多的3、太阳光线与地面的夹角H=90°-│α+/-β│α是当地地理纬度β是太阳直射点地理纬度4、以硅电池为例，因为在可见光至红外光范围内，硅的折射率为n2 = 3.4~4.0，使式（2.43）为零，则n1的值（，n0＝1）为1.8£ n1£2.0。
设l'=4800埃，则600埃£d1£667埃，满足这些条件的材料一般可采用一氧化硅，在中心波长处，反射率达到1%左右。
由于制备了减反射膜，短路电流可以增加30～40%。
聚光型集热器
几种聚光集热器的结构示意图
(a)锥形面集热器；(b)复合抛物面集热器；(c)球形面集热器； (d)条形面集热器；(e)菲涅耳反射镜集热器；(f)菲涅耳透镜
集热器；(g)抛物柱面集热器；(h)塔式集热器
连续跟踪型 跟踪方式
间歇跟踪型
定时跟踪 太阳检测跟踪
又可分为单轴和双轴跟踪。
单轴太阳能跟踪系统
太阳相对于地面观测点有一个32′的角度，即 太阳张角，因此对太阳的聚光会形成一个太 阳像，而非一个点。
只能对直接 辐射产生聚光的效果，不能对散 射辐射聚焦。
要有跟踪太阳的装置。
对小聚光比的系统，即使不需要跟踪系统，复 杂的聚光系统。
如为了保持光学系统的精确度，需要考虑系统 长期性的防尘、抗氧化和大气腐蚀等。
b
bo
qloss Ib
b
I in Ib
结合集热器热损失因素U，
U q loss t
t tp ta
集热器效率可写为：
b
bo
Ut Ib
五 聚光集热器的材料
作为聚光器的材料，主要考虑选择一下几点： ✓反射面的反射率； ✓盖板材料的透过率； ✓吸热层的吸收率和反射率；
作为反射面的材料，由于表面的粗糙和起 伏，没有一种材料能做到镜面的全反射。
铝，总反射率在85%~90%左右。
银，总反射率在90%左右。
需要对标准太阳光入射波长积分才能得到一 个统一的反射率。
作为盖板材料，和平板型集热器类似， 需要含铁低、透明的材料。
玻璃
聚丙烯酸酯是制备菲涅耳棱镜的恰当材料。
作为聚光集热器的吸热层，铬黑吸收率约 0.95，反射率不大于0.1，作为选择性涂层， 是较好的选择。
条形面聚光集热器，又称FMSC聚光集热器，利 用若干条固定的平面反射镜组成的反射器，将 太阳辐射聚集到跟踪太阳的接收器上的一种非 成像集热器。
全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工法
全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工法全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器施工工法是一种高效利用太阳能的工程建设方法。
本文将对该工法进行详细介绍，包括其特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面。
一、前言全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器是一种利用太阳能进行水加热的设备。
其通过一系列设计合理的槽体和反射板，可以最大限度地聚焦太阳光，提高集热效率。
该工法在太阳能热水供应领域具有广泛的应用前景。
二、工法特点全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器工法有以下特点：1. 具有高效集热、自动跟踪太阳、自动清洗等功能，能够最大限度地利用太阳能；2. 集热器结构紧凑，占地面积小，适用于各种场地条件；3. 具有良好的环保性能，无污染排放；4. 技术成熟、稳定可靠，使用寿命长。
三、适应范围全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器适用于需要大量热水供应的场所，如宾馆、酒店、医院、学校等。
同时，也可用于一些工业领域，如食品加工、洗涤等。
四、工艺原理全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器通过对太阳光的聚焦，将光能转化为热能，并通过水流循环的方式将热能传递给水，实现水的加热。
具体的工艺原理如下：1.太阳光经过反射板的反射，聚焦到集热槽体中；2. 集热槽体内的工质（一般为水）受热后温度升高；3. 温度升高的工质通过管道传递至用户需要的位置；4. 工质通过热交换将热量传递给用户所需的介质（一般为水）。
五、施工工艺全时自动逐日聚光式太阳能槽式集热器的施工工艺包括以下几个阶段：1. 建立基础：根据设计要求，在施工场地上进行基础的打地和加固。
2. 安装集热槽体：根据施工图纸，在基础上进行集热槽体的安装，保证其平整度和固定性。
3. 安装反射板：根据设计要求，在集热槽体两侧安装反射板，确保能够反射最大限度的太阳光。
4. 安装管道系统：根据设计要求，在集热槽体内安装合适的管道系统，保证热能的传输。
槽式太阳能热发电系统工作原理
槽式太阳能热发电系统工作原理作者：曹连芃时间：2011年3月聚光太阳能集热器由聚光器与接收器组成，成像聚光太阳能集热器通过聚光器将太阳辐射聚焦在接收器上形成焦点（或焦线），以获得高强度太阳能。
聚光集热器是一套光学系统，聚光器一般由反射镜或透镜构成，主要有抛物面反射镜、菲涅耳透镜、菲涅耳反射镜三种。
槽式聚光集热器由抛物线沿轴线旋转形成的面称为旋转抛物面，由抛物线向纵向延伸形成的面称为抛物柱面（槽式抛物面），在工业应用中称槽式聚光镜。
在凹面覆上反光层就构成抛物面聚光器。
根据光学原理，与抛物镜面轴线平行的光将会聚到焦点上，焦点在镜面的轴线上，见下图（a）。
把接收器安装在反射镜的焦点上，当太阳光与镜面轴线平行时，反射的光辐射全部会聚到接收器，见下图（b）。
槽式聚光镜反射的光线是会聚到一条线（带）上，故集热器的接收器是长条形的，一般由管状的接收器安装在柱状抛物面的焦线上组成。
槽式聚光集热器的聚光比范围约20至80，最高聚热温度约300度至400度。
槽式太阳能聚光集热器的结构主要由槽型抛物面反射镜、集热管、跟踪机构组成。
反射镜一般由玻璃制造，背面镀银并涂保护层，也可用反光铝板制造反射镜，反射镜安装在反光镜托架上。
槽型抛物面反射镜将入射太阳光聚焦到焦点的一条线上，在该条线上装有接收器的集热管，见图1。
集热管内有吸热管，用来吸收太阳光加热内部的传热液体，一般用不锈钢制作，外有黑色吸热涂层。
为了减小热量散发，集热管外层装有玻璃套管，在玻璃套管与吸热管间有空隙并抽真空。
集热管通过接收器支架与反射镜固定在一起构成槽式集热器，反光镜托架上有与集热管平行的轴，集热器通该轴安装在集热器支架上，可绕轴旋转。
槽式集热器的跟踪方式一般采用东西轴向布置，只需定期调整仰角，机构简单方便但效率较低；也可南北轴向布置，单轴跟踪阳光，需自动跟踪控制系统，效率较高；如果集热器转轴与地球转轴平行效率更高，如果同时保证集热管与阳光垂直则效率最高，但结构复杂，集热管的管间连接也复杂。
聚光集热技术
聚光集热技术聚光集热技术是一种利用太阳能的高效方式，通过聚光器将太阳光线聚焦到一个小范围内，从而提高太阳能的密度和温度，实现太阳能的高效利用。
本文将介绍聚光集热技术的基本原理、分类、应用以及发展趋势。
一、基本原理聚光集热技术是一种利用太阳能的高效方式，主要由聚光器、集热器和跟踪系统三部分组成。
聚光器是将太阳光线聚焦到一个小范围内的装置，通常由反射镜或透镜组成。
集热器是将聚焦后的太阳能转化为热能的装置，通常是由吸热性能较好的材料制成。
跟踪系统则是用于跟踪太阳位置，使聚光器始终对准太阳，从而保证能量的高效收集。
聚光集热技术的基本原理是利用聚光器将太阳光线聚焦到一个小范围内，从而提高太阳能的密度和温度。
聚焦后的太阳能会被集热器吸收，转化为热能，进而用于发电、供暖、热水等应用。
二、分类根据聚光器的类型，聚光集热技术可以分为反射式聚光集热技术和透镜式聚光集热技术两种。
反射式聚光集热技术使用反射镜作为聚光器，通常由多个曲面反射镜组成，将太阳光线反射到一个焦点上。
这种技术结构简单、成本较低，但聚焦效率相对较低。
透镜式聚光集热技术使用透镜作为聚光器，将太阳光线聚焦到一个点上。
这种技术聚焦效率高，但透镜制作工艺复杂，成本较高。
三、应用聚光集热技术广泛应用于太阳能发电、太阳能供暖、太阳能热水等领域。
在太阳能发电方面，聚光集热技术可以用于太阳能热发电和太阳能光热发电。
太阳能热发电通过聚光集热技术将太阳能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。
太阳能光热发电则是利用聚光集热技术将太阳能转化为高温高压的蒸汽，直接驱动发电机发电。
在太阳能供暖方面，聚光集热技术可以用于供暖系统，通过聚光集热技术将太阳能转化为热能，供暖室内。
太阳能集热原理
太阳能集热原理
太阳能集热原理是利用太阳辐射能源的一种方法，通过收集和转化太阳辐射的热能来产生热水、发电等。
太阳能集热系统主要由集热器、传热介质、储热器和利用装置组成。
集热器是太阳能集热系统的核心部件，它可以将太阳辐射能转化为热能。
常用的太阳能集热器有平板式、真空管式和聚光式等。
平板式集热器由黑色吸热层覆盖的板材组成，能吸收太阳辐射并转化为热能。
真空管式集热器由玻璃管内置管道和吸热层组成，具有更高的热转换效率。
聚光式集热器是利用反射镜将太阳辐射聚焦到集热器上的一种方式，能集中吸收太阳能并转化为极高的热能。
传热介质一般是通过管道与集热器连接，并将集热器中吸收的热能传递到储热器中。
常用的传热介质有水、油等，在系统中形成一个闭合的循环。
储热器用于存储集热器所吸收的热能。
其主要作用是在太阳不直接照射时，能够储存热能以供后续使用。
储热器一般采用保温材料进行外包覆，以减少热量的散失。
利用装置是太阳能集热系统的最终目的。
根据实际应用需求，利用装置可以是直接用于供暖、制冷水等家居用途，也可以是发电系统中的发电设备。
通过太阳能集热原理，可以充分利用太阳能资源，减少能源消
耗，降低环境污染。
尤其在地处日照充足地区，太阳能集热系统能够为人们提供持续稳定的能源供应，具有广泛的应用前景。
槽式太阳能聚光热发电站聚光器集热效率测试方法
槽式太阳能聚光热发电站聚光器集热效率测试方法适用于槽式太阳能聚光热发电站聚光器集Байду номын сангаас效率检测，以150米光场作为测试单元，使聚光器检测系统和设备小型化，更为便捷。本方法填补国内该领域应用的空白，对于聚光器设计和改进，提高集热效率有重要促进作用。随着国内槽式太阳能聚光热发电站的逐步兴建，使用将越来越广泛，同时能为槽式太阳能聚光热发电站的高效安全运行提供分析、改进依据。
本测试方法选取150米聚光器测试，根据光场特性，选择一个较低的聚光器进口温度Tin，间隔ΔTin℃测试，得到n组不同进口温度Tin(Tin0,Tin1,Tin2,Tin3,…,Tinn)时聚光器出口温度Tout(Tout0, Tout1, Tout2, Tout3,…,Toutn)。
3.数据处理
测试记录以下每组数据：DNI值X，测试时间t，聚光器进口温度Tin，聚光器出口温度Tout；t时间内导热油的累计质量流量mt；
根据测试数据，可以计算出每个聚光器平均导热油温度Tfi(Tf0, Tf1, Tf2, Tf3,…,Tfn)下聚光器集热效率ηi(η0,η1,η2, η3,…,ηn)。
在坐标图上(图一)表示出各点(Tf0,η0)，(Tf1,η1)，(Tf2,η2)，
(Tf3,η3)，…,(Tfn,ηn)。
图一聚光器集热效率η和平均导热油温度Tf
2.本测试方法是以150米聚光器为单元进行测试。
3.本测试方法是通过测试聚光器进出口温度差值，流量等参数来计算导热油在聚光器集热管内获得热量，对比在t时间内太阳能辐射值下聚光器设计效率计算出的理想集热值，得出聚光器的集热效率。
太阳能热发电系列文章(10)槽式太阳能热发电中的聚光集热器
太阳能热发电系列文章（１０）
ＳＯＬＪ气Ｒ ＥＮＥＲＧＹ
槽式泰隅熊ｏ．？’＋±，ｊｉＩ｛。≯。 热发龟书酌聚光集热器
河海大学南京中材天成新能源有限公司 ■王军张耀明张文进孙利国安翠翠
摘要：介绍了槽式太阳能热发电系统中ＤｓＧ技术的三种实现方式；对比了再次循环方式中饱和蒸汽发 电和过热蒸汽发电；介绍了ＤｓＧ技术的实践和应用研究项目。
管内的工质凝结成液体后依靠自身重力，流回蒸发 段重新循环工作。目前，我们已设计了适合于槽式
ＤＳＧ技术的普通型、一字型、聚焦式、螺旋翅片式
等热管式真空集热管和适合于碟式ＤＳＧ技术的普通 型、十字型、螺旋翅片式等热管式真空集热管。
３聚焦式真空集热管
集热温度主要受聚光比和吸收涂层的发射率控 制。在槽式太阳能热利用系统中，由于受到种种因
图４槽式聚光器原理
与塔式太阳能热发电的定日镜相比，槽式太阳 能热发电聚光器的制作难度相对更大：一是抛物面 镜曲面比定日镜曲面弧度大；二是平放时，槽式聚 光器迎风面比定日镜要大，抗风要求更高；三是运 动性能要求更高。
聚光器由反射镜和支架两部分组成。 １反射镜 反射率是反射镜最重要的性能。反射率随反射 镜使用时间增多而降低，主要原因是：（１）因为有灰 尘、废气、粉末等引起的污染；（２）紫外线照射引起
４双层玻璃真空集热管 我国在全玻璃真空集热管应用方面已取得了辉 煌成果，但现有的全玻璃真空集热管只能承受低压， 因而只能在太阳能热水器等低温场合下使用。我们 设计了系列双层玻璃式真空集热管，采用金属与双 层玻璃配合使用的方法，金属管承压，双层玻璃管 扼制对流散热，提高了集热和使用温度。在已进行
万方数据
开口宽度（ｍ）
长度（ｍ）
接收管直径（ｍ）
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聚光集热器
聚光集热器主要由聚光器、吸收器和跟踪系统三大部分组成。
按照聚光原理区分，聚光集热器基本可分为反射聚光和折射聚光两大类，每一类中按照聚光器的不同又可分为若干种。
为了满足太阳能利用的要求，简化跟踪机构，提高可靠性，降低成本，在本世纪研制开发的聚光集热器品种很多，但推广应用的数量远比平板集热器少，商业化程度也低。
在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器（点聚焦）和槽形抛物面镜聚光集热器（线聚焦）。
前者可以获得高温，但要进行二维跟踪；后者可以获得中温，只要进行一维跟踪。
这两种聚光集热器在本世纪初就有应用，几十年来进行了许多改进，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性跟踪机构等，现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求，但由于造价高，限制了它们的广泛应用。
70年代，国际上出现一种“复合抛物面镜聚光集热器”（CPC），它由二片槽形抛物面反射镜组成，不需要跟踪太阳，最多只需要随季节作稍许调整，便可聚光，获得较高的温度。
其聚光比一般在10以下，当聚光比在3以下时可以固定安装，不作调整。
当时，不少人对CPC评价很高，甚至认为是太阳能热利用技术的一次重大突破，预言将得到广泛应用。
但几十年过去了，CPC仍只是在少数示范工程中得到应用，并没有象平板集热器和真空管集热器那样大量使用。
我国不少单位在七八十年代曾对CPC进行过研制，也有少量应用，但现在基本都已停用。
其他反射式聚光器还有圆锥反射镜、球面反射镜、条形反射镜、斗式槽形反射镜、平面。
抛物面镜聚光器等。
此外，还有一种应用在塔式太阳能发电站的聚光镜--定日镜。
定日镜由许多平面反射镜或曲面反射镜组成，在计算机控制下这些反射镜将阳光都反射至同一吸收器上，吸收器可以达到很高的温度，获得很大的能量。
利用光的折射原理可以制成折射式聚光器，历史上曾有人在法国巴黎用二块透镜聚集阳光进行熔化金属的表演。
有人利用一组透镜并辅以平面镜组装成太阳能高温炉。
显然，玻璃透镜比较重，制造工艺复杂，造价高，很难做得很大。
所以，折射式聚光器长期没有什么发展。
70年代，国际上有人研制大型菲涅耳透镜，试图用于制作太阳能聚光集热器。
菲涅耳透镜是平面化的聚光镜，重量轻，价格比较低，也有点聚焦和线聚
焦之分，一般由有机玻璃或其它透明塑料制成，也有用玻璃制作的，主要用于聚光太阳电池发电系统。
我国从70年代直至90年代，对用于太阳能装置的菲涅耳透镜开展了研制。
有人采用模压方法加工大面积的柔性透明塑料菲涅耳透镜，也有人采用组合成型刀具加工直径1.5m的点聚焦菲涅耳透镜，结果都不大理想。
近来，有人采用模压方法加工线性玻璃菲涅耳透镜，但精度不够，尚需提高。
还有两种利用全反射原理设计的新型太阳能聚光器，虽然尚未获得实际应用，但具有一定启发性。
一种是光导纤维聚光器，它由光导纤维透镜和与之相连的光导纤维组成，阳光通过光纤透镜聚焦后由光纤传至使用处。
另一种是荧光聚光器，它实际上是一种添加荧光色素的透明板（一般为有机玻璃），可吸收太阳光中与荧光吸收带波长一致的部分，然后以比吸收带波长更长的发射带波长放出荧光。
放出的荧光由于板和周围介质的差异，而在板内以全反射的方式导向平板的边缘面，其聚光比取决于平板面积和边缘面积之比，很容易达到10一100，这种平板对不同方向的入射光都能吸收，也能吸收散射光，不需要跟踪太阳。