槽式太阳能聚光热发电站聚光器集热效率测试方法
太阳能集热器月平均集热效率计算方法、热水系统热性能快速检测方法
附录E 太阳能集热器月平均集热效率计算方法E.0.1 太阳能集热器月平均集热效率，应根据集热器瞬时效率方程（瞬时效率曲线）实际检测结果，按下式计算：η = η0-U ×(ti - ta) / G式中η—基于采光面积的集热器月平均集热效率（%）。
η0—基于采光面积的集热器瞬时效率曲线截距（%）。
（式E .0.1）U —基于采光面积的集热器瞬时效率曲线斜率[W/（m2·℃]。
t i —集热器工质进口温度（℃）。
t a —月平均环境空气温度（℃）。
G —月平均日总太阳辐照度（W/m2）。
(t i −t a)/G—归一化温差[（℃·m2）/ W]。
E.0.2 归一化温差计算的参数选择，应符合下列原则：1 月平均集热器工质进口温度应按下式计算：t i = t l/3+2 ti/3式中：t i —集热器工质进口温度（℃）。
（式 E.0.2-1）t l —冷水计算温度（℃，取所在地统计数据）。
t r —热水设计温度（℃）。
2 月平均环境气温（应取项目所在地气象统计数据）。
3 月平均日总太阳辐照度应按下式计算：G =JT ×1000 /(Sy×3.6) （式E.0.2-2）式中：G —月平均日集热器采光面上的总太阳辐照度（W/m2）。
J T—月平均日太阳辐照量[MJ/（m2·d）]。
Sy—月平均日照小时数(h/d)。
附录F 太阳能热水系统热性能快速检测方法F.1 一般规定F.1.1 本方法适用于晴天条件下对采用平板或真空管太阳能集热器构成的太阳能集中、以及分户储热水箱为闭式承压水箱的太阳能集中—分散和分散太阳能热水系统的日热水温升快速检测。
F.1.2 太阳能热水系统热性能快速检测内容应包括：1 集热器类型，是否带反光板；总采光面积，总面积。
2 储热水箱规格，数量，有效水量。
3 无辅助热源补充条件下的太阳能热水系统日热水温升。
F.1.3 同一类型的太阳能热水系统，系统抽检量不应少于1%的该类型系统总数量，且不得少于1套。
太阳能槽式聚光集热系统的热效率研究
（2）
（V 为风速，L 为吸收管长度） 线性辐射系数 ：
（3）
（4） —吸收器的平均表面温度，由吸收器表面 温度和环境温度确定； —吸收器表面发射率；
—由导热引起的损失系数必须根据具体 结构计算和测量。
因为在聚光系统中热流可能很高，所以从接收 管外表面到流体的热阻中应考虑管壁的热阻。从环 境到流体的总传热系数为
研究与探讨
江西能源 2009( 2 )
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图 1 效率随反射率的变化 Fig.1 variations of efficiency with reflectivity
图 2 效率随流量的变化 Fig.2 variations of efficiency with flux
图 3 效率随聚光面积的变化 Fig.3 variation of efficiency with concentrating areas
投稿时间：2009- 05- 06 作者简介：周希正 （1974-），男，江西吉安人，硕士、讲师，主要从事太阳能利用及热发电研究。
研究与探讨
江西能源 2009( 2 )
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型，分别计算分析多种因素对聚光系统加热黑铜管 和全玻璃真空管热效率的影响程度，指出影响关键 要素，以期使槽式聚光的热效率得到提高。
(1. School of Physics and engineering, Yichun University,Yichun 331200; 2.School of Energy and Environmental, Yunnan Normal University. Kunming 651200)
54.1
54.2
52.3
抛物面槽式太阳能集热管热损系数测试方法
抛物面槽式太阳能集热管热损系数测试方法抛物面槽式太阳能集热管是一种常用于太阳能热水器和太阳能空调系统中的关键组件。
其作用是将太阳光能转化为热能，并传导到工作介质中，用于供暖或热水。
为了评估集热管的热性能，需要进行热损系数的测试。
在本文中，我将介绍抛物面槽式太阳能集热管热损系数测试的方法。
一、实验原理抛物面槽式太阳能集热管的热损系数是指集热管单位长度内的热量损失，通常用于评估其传热效果。
热损系数测试需要测量集热管两侧的温度差和管道表面的温度。
二、实验装置1.抛物面槽式太阳能集热管2.温度传感器：将温度传感器安装在集热管两侧的入口和出口处以及管道表面3.电源和数据采集仪：用于给温度传感器供电并采集温度数据4.绝热材料：将实验装置进行绝热处理，减少外界温度对实验结果的影响三、实验步骤1.准备工作：将实验装置进行绝热处理，确保温度只受到集热管的影响。
2.安装温度传感器：分别将温度传感器安装在集热管的入口和出口处以及管道表面。
3.连接电源和数据采集仪：将电源和数据采集仪与温度传感器连接。
4.开始实验：将电源打开，给温度传感器供电，并开始采集温度数据。
5.数据处理：通过数据采集仪记录下集热管两侧的温度差和管道表面的温度。
6.计算热损系数：根据温度差和管道表面的温度，利用传热学的相关公式计算出热损系数。
四、注意事项1.实验环境：实验环境应尽量保持稳定，避免外界温度变化对实验结果的影响。
2.绝热处理：确保实验装置进行绝热处理，减少外界温度对实验结果的影响。
3.数据采集时间：为了得到准确的热损系数结果，应适当延长数据采集时间，使温度趋于稳定。
4.实验重复性：为了提高实验的可靠性，建议进行多次实验，并对结果进行平均。
总结：抛物面槽式太阳能集热管热损系数的测试是评估其传热性能的重要手段。
通过测量温度差和管道表面温度，可以计算出热损系数。
这个测试方法可以帮助评估集热管的传热效果，并为太阳能热水器和太阳能空调系统的设计和优化提供重要参考。
一种槽式太阳能热发电集热系统效率测试方法探析
集热器理论获得热量 E0 的数学表达式为：
E0=0.001X St着mirror浊HCE，
(3)
Tf=(Tout+Tin)/2，
(4)
式(3)中，X 为太阳直接辐射强度，W/m2；S 为集热器开口
面积，m2；t 为测 试 运 行 时 间 ，s；着mirror 为反 射 镜 反 射 率，%；浊HCE 为集热管在平均流体温度 Tf 时的设计热效率。
1 槽式太阳能热发电技术及槽式集热器
槽式太阳能热发电技术主要是利用槽式抛物面镜 （集热器） 将太阳光聚焦在一条线上，通过在这条焦线 上安装的管状热量吸收器 （集热管） 吸收聚焦后的太 阳辐射能。集热器管内充装有用于吸收太阳辐射能的 流体工质 （导热油），然后通过管线将被加热的导热油 送到蒸汽发生器 （太阳能锅炉），产生的过热蒸汽送入 汽轮发电机系统发电，从而完成太阳能到电能的转换。 在太阳能资源丰富的地区，太阳能热发电系统具有高 达 24%的发电效率，其还可与常规的燃烧技术组合使 用，构成一种多能互补发电系统。
关键词： 槽式太阳能热发电；槽式集热器；集热效率；最小二乘法
中图分类号： TM615+.1
文献标识码： A
文章编号： 2095-0802-(2019)07-0068-02
A Method of Testing the Efficiency of Parabolic Trough Solar Thermal Power Collection System
基于槽式太阳能热发电站光场特性，将整个集热光 场划分为若干个单元并将其中一个单元作为测试单元。 常规槽式太阳能热发电站一般以 150 m 集热系统为一 个单元，因此以 150 m 集热系统为测试单元。
测试原理：通过测试集热器在一段时间内进出口导 热油温度差值、流量等参数来计算导热油在集热器集 热管内获得的热量，同时，对比该段时间内太阳能辐射 值下集热器设计效率计算出的理想集热值，得出集热 器的集热效率。
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。
一种槽式太阳能聚光集热器的热性能实验研究
一种槽式太阳能聚光集热器的热性能实验研究李珂;匡荛;仇秋玲【摘要】针对一种槽式太阳能集热器的热性能进行了一系列的实验研究,确定其室外热性能测试的实验系统方案,通过测试实际工况下集热器运行数据,分析集热器的运行特性.结果表明:水的流量、太阳辐射强度对集热器热效率影响很大,流量由0.32 m3/h增大到0.65 m3/h时,集热效率有所降低,最大偏差为3.1％;集热器热效率与太阳辐射强度变化趋势相同,集热器热效率最大达到46.6％.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2017(031)004【总页数】5页(P245-249)【关键词】槽式太阳能集热器;热损失;集热效率【作者】李珂;匡荛;仇秋玲【作者单位】东南大学江苏省太阳能技术重点实验室,南京210096;东南大学江苏省太阳能技术重点实验室,南京210096;东南大学江苏省太阳能技术重点实验室,南京210096【正文语种】中文【中图分类】TK515槽式聚光集热器是整个槽式热发电系统的关键部件，一般由抛物面槽式聚光镜、支架、集热管、跟踪系统(包括驱动、控制和传感器)组成。
槽式太阳能聚光集热器作为热发电系统能量来源，其成本占电站初期总投资的40%以上，因此提高槽式太阳能聚光集热器的整体性能是提高光电转换效率、降低成本的关键所在。
经过30多年的研究，国内外已经成功研发了用于槽式太阳能热发电的各种结构不同的太阳能聚光集热器或系统，并分别对此进行了大量的理论和实验研究。
Kalogiron等[1]研究了以水为工质的槽式聚光集热器产生蒸汽的系统，通过对整个系统进行建模分析；Valenzuela等[2]对一大型的槽式聚光集热器(长度大于100 m)进行了室外光热性能测试实验；熊亚选等[3-4]对一大型槽形抛物面聚光集热器的热性能进行实验研究。
笔者从理论分析和实验研究两个方面来全面研究新型槽式聚光集热器的热性能，设计室外新型槽式太阳能聚光集热器的热性能实验平台，对集热器进行室外热性能测试实验，并通过测试实际工况下集热器运行数据，分析集热器运行特性。
槽式太阳能热发电站集热系统性能试验方法
1.4 蓄热系统 在夜间情况下，太阳能热发电系统可以依靠热储能系统 储存的能量维持系统正常运行一定的时间。 1.5 辅助能源系统 在夜间、阴天或其他无太阳光照射的情况下，可以采用 辅助能源系统供热。 2 集热系统试验边界 集热系统边界建议为进出太阳能场母管上截止阀靠近太 阳能场一侧为起点和终点。集热系统边界如图1所示。槽式集 热场热平衡系统边界内设备包括槽式集热器、导热油管道、 阀门、就地控制器、柔性连接组件、液压驱动等。导热油 泵、储热系统、蒸汽发生系统、汽轮机、发电机等为系统外 设备。
图1 典型的槽式太阳能热发电站 3 试验条件 试验前，系统应具备以下条件。 集热器能正常运转并满足试验要求。集热管、反射镜在
20 中国高新科技 2020年第４期
POWER TECHNOLOGY 电力科技
开始试验前均保持清洁。 试验期间当地法向直接辐照度不小于600W/m2。试验期
间允许的最大风速不大于集热器设计运行风速。经过集热器 的导热油流量在集热器安全运行允许范围内；太阳场入口温 度达到设计值。试验时间在真太阳时9∶00～15∶00之间。 开始试验前集热场运行时间不小于4倍的系统时间常数Ts，且 不得少于15min。
DONG Jun1, ZHANG Zinan1, ZHAO Xiong2 (1. China Guangdong Nuclear Solar Energy Co., Ltd, Beijing 100070, China; 2.China Guangdong Nuclear Delingha Solar Energy Co., Ltd,
0 引言 准确评估槽式太阳能热发电站集热系统性能是太阳能 热发电项目开展前的关键步骤。现阶段国外还没有成熟的标 准或规范。美国NREL实验室（National Renewable Energy Laboratory）就这一技术问题，提出一项导则，提出了性能 试验的建议。这项导则在应用上目前还存在边界不明确、试 验步骤不够清晰明确、不适用于国内恶劣环境等诸多问题。 现阶段，国内尚未有应用于太阳能热发电集热系统的试 验方法。本文基于国内首批槽式太阳能热发电示范项目—— 青海德令哈示范项目的试验评估经验，总结并提出一套适合 国内自然环境（低温、大风）的集热系统性能试验方法，具 有很好的技术需求和市场需求。 1 槽式太阳能热发电系统组成 槽式太阳能热发电系统包括以下5个子系统。 1.1 聚光集热系统 聚光集热系统是系统的核心，由槽式抛物面反光镜、接 收器和跟踪装置构成。热接收器－真空管式；跟踪方式采用 一维跟踪，有南北、东西布置方式。 1.2 换热系统 换热系统由预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器组 成。当工质为导热油时，采用双回路，即接收器中导热油被 加热后，进入换热系统中产生过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮 发电子系统发电。采用水为工质，可以直接产生水蒸汽。 1.3 发电系统 发电系统的基本组成与常规发电设备类似，但需要配置 一种专用控制装置，用于太阳能加热系统与辅助能源系统之 间的切换，或用于太阳能加热系统与辅助能源加热系统混合 工作。
槽式太阳能热发电聚光集热器性能计算
槽式太阳能热发电聚光集热器性能计算崔文智;陈庚【摘要】In this paper, based on the existed model, a heat transfer model was created by choosing some experimental correlations all over again. The computing results demonstrate that the new model is superior to the existed one. Then the new model was used to calculate the efficiency and the outlet temperature of parabolic trough solar receiver heat-transfer fluid with different solar irradiation, flow rate and heat-transfer fluid inlet temperature. Through the analysis and collation of these data,non-linear Nelder Mead method was used to obtain multivariate relationships of efficiency and heat-transfer fluid outlet temperature. The relationship will be an important reference to the setting experiment parameter and improving the performance of parabolic trough receiver.%在已有模型的基础上,重新选择实验关联式,建立了计算模型.求解后,将计算结果与实验结果比较,证明该模型优于原有模型.使用该模型计算了不同辐射强度、工质入口温度、流量下的效率与出口温度,通过对这些数据的分析和整理,采用非线性Nelder Mead算法进行拟合,得出了以辐射强度、工质入口温度、流量为变量的LS-2型集热器效率和工质出口温度的多变量关系式.该关系式对设定实验参数及进一步提高聚光集热器性能具有指导意义.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2013(037)002【总页数】3页(P266-268)【关键词】太阳能;横式聚光集热器;数值计算【作者】崔文智;陈庚【作者单位】重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆400044;重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TM615太阳能热发电是太阳能发电的一种重要方式，可分为槽式太阳能热发电、塔式太阳能热发电、碟式太阳能热发电[1-3]，其中槽式太阳能热发电站是目前唯一实现了商业化运行的太阳能热发电系统。
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本测试方法具有非常高的实用性和创造性。
由Tf=(Tout+Tin)/2得：
槽式太阳能聚光热发电站聚光器集热效率测试方法
技术领域
本测试方法应用于槽式太阳能热发电领域，用于槽式太阳能聚光热发电站聚光器集热效率测试分析。
背景技术
高温太阳能热发电已经有多年的大规模商业化应用经验，其中以槽式太阳能聚光热发电系统最为成熟。槽式太阳能聚光热发电技术，主要是利用槽式抛物面镜（聚光器）将太阳光聚焦在一条线上，通过在这条焦线上安装的管状热量吸收器（集热管）吸收聚焦后的太阳辐射能。集热器管内充装用于吸收太阳辐射能的流体工质（导热油），然后通过管线将被加热的工质送到蒸汽发生器（太阳能锅炉），产生过热蒸汽送入汽轮发电机系统发电，从而完成太阳能到电能的转换。
聚光器是槽式太阳能聚光热发电站的关键设备之一，目前国内尚无比较可靠简捷的测试方法来检测聚光器的集热效率。按照常规的检测是做整个光场聚光器检测，这样带来检测系统所需导热油量很大，系统设备较为庞大，设备技术要求也大大提高。
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热效率检测，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。
1、槽式太阳能聚光热发电站聚光器集热效率测试方法，是基于槽式太阳能聚光热发电站光场特性提出。
2、根据权利要求1所述的聚光器集热效率测试方法，其特征在于：
本测试方法是以150米聚光器为单元进行测试。
3.根据权利要求1所述的聚光器集热效率测试方法，其特征在于：
提出了聚光器集热效率定义。在某DIN时，聚光器集热效率η=聚光器实际获得热量E/聚光器理论获得热量E0，得出表达式
聚光器集热效率与集热管效率密切相关，根据集热管效率和导热油温度关系特性，选择聚光器集热效率η与聚光器平均导热油温度Tf表达式为：
(式1)
, a,b,c为常数,(式2)
根据测试所得(Tfi,ηi)，采用最小二乘法拟合曲线。
考虑选取常数a,b,c，使 在M（a,b,c）处取得最小值；由求极小值的方法，即为求以下方程组的解：
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
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；
本测试方法是通过测试聚光器进出口温度值，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。
4.根据权利要求3所述的聚光器集热效率测试方法，其特征在于：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组不同聚光器进出口温度。
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。
4.本测试方法选择一个较低的聚光器进口温度Tin，间隔ΔTin℃测试
5.本测试方法是根据测试数据，采用最小二乘法拟合曲线，得出聚光器的集热效率和聚光器进出口油温的关系表达式，从而可以得出在整个运行温度范围内聚光器集热效率和曲线图。
7.根据权利要求6所述的聚光器集热效率测试方法，其特征在于：选取的特征方程为
, a,b,c为常数。求使 在M（a,b,c）处取得最小值时a,b,c的值。
8.根据权利要求7所述的聚光器集热效率测试方法，其特征在于：通过 , a,b,c为常数，可以得出整个运行温度范围内，在某DNI下150米单元聚光器的集热效率。
E0＝0.001·(DIN)·S·t·εmirror·ηHCE,kJ；
DIN—太阳直接辐射强度w/m2，
S—聚光器开口面积，m2；t—测试运行时间，s；
εmirror—反射镜反射率，%；
ηHCE—集热管在平均流体温度Tf时的设计热效率，Tf=(Tout+Tin)/2；
2.参数选择
本测试方法基于槽式太阳能聚光热发电站光场特性提出。实际测试采取150米聚光器分段测试。
5.根据权利要求1所述的聚光器集热效率测试方法，其特征在于：聚光器集热效率特征表达式选择平均导热油温度Tf为变量： ，Tf=(Tout+Tin)/2。
6.根据权利要求4，5所述的聚光器集热效率测试方法，其特征在于：测试数据采用最小二乘法拟合曲线,得出聚光器的集热效率和聚光器进出口油温的关系表达式，从而可以得出在整个运行温度范围内聚光器集热效率和曲线图。
即求解方程组：
，
解得a,b,c值，得出 表达式 和拟合曲线，
由Tf=(Tout+Tin)/2得：
(式3)
根据式3，可以计算得到在某DNI时，聚光器入口温度较高区间聚光器集热效率η，从而得到整个运行温度范围的聚光器集热效率η曲线。。
本测试方法特点
1.本测试方法是基于槽式太阳能聚光热发电站光场特性提出的一种测试方法。
测试方法
1.聚光器集热效率定义：
在某DIN时，聚光器集热效率
η=聚光器实际获得热量E/聚光器理论获得热量E0，
E＝mt[h(Tout)-h(Tin)],kJ；
mt—t时Байду номын сангаас内导热油的累计质量流量，kg；
Tout—聚光器出口导热油温度℃，Tin—聚光器进口导热油温度℃，
h(T)—在T℃时导热油焓，kJ/kg；