文 献 综 述

一 太阳能集热器发展史

太阳能集热器的定义：一种吸收太阳辐射能量并向工质传递热量的装置，它是一种特殊的热交换器，集热器中的工质与远距离的太阳进行热交换。太阳能集热器是由吸热板芯、壳体、透明盖板、保温材料及有关零部件组成。在加接循环管道，保温水箱后，即成为能吸收太阳辐射热，使水温升高。

从古代开始人们便开始使用太阳能，例如房屋门窗朝向南方,便于冬季取暖驱寒;利用太阳光热能干燥衣物和农副产品;利用金燧取火等。

到了近代，随着科学技术的迅速发展，人们对太阳的认识也达到了前所未有的高度，对太阳能的充分利用也由此展开。特别是在改革开放之后，中国人民的生活水平逐渐提高。清洁、方便的太阳能热水器逐渐进入了寻常百姓家。作为太阳能集热器的一种率先进入人们的日常生活，使人们更加关注太阳能。

随着科学技术的进步，人们对太阳能集热器不断改进，平板太阳能集热器逐渐开始代替真空管集热器。目前，平板型太阳能集热器热效率一般为60%，而真空管太阳能集热器的热效率一般为50%。集热器内的水温处于50℃以下时，平板型集热器的瞬时热效率大于真空管集热器。平板太阳能集热器近几年得到了快速发展，但在发展过程中也存在一些问题，这与装备发展是密不可分的。随着近几年平板太阳能热水器市场的发展，很多太阳能热利用企业都上马平板太阳能集热器生产线。现在不仅专业生产设备的厂家做平板设备的研发，一些生产太阳能集热器的厂家也在做平板设备的生产研发。平板型太阳能集热器和热水器在太阳能光热利用中，特别是在应对世界环境和完成节能减排的指标中有着极大的优势。随着平板型太阳能集热器和热水器技术水平的提高，平板型太阳能集热器和热水器将会获得更大的发展，在市场中所占的份额也将不断增加。

二 槽式太阳能集热器集热性能分析

太阳能作为一种新能源，理论上取之不尽，并且清洁无污染，正越来越受到人们的关注。太阳能发电包括光伏发电和光热发电两种形式，是太阳能利用的重要途径。太阳能光热发电因其在大规模并网发电方面的优势而日益受到重视。太阳能光热发电按其集热形式主要有槽式、塔式和碟式三种，其中槽式太阳能热发电技术最为成熟，国外已有商业化应用。槽式太阳能集热器是槽式太阳能热发电系统的主要部件，作用是将太阳能转化为热能，因此槽式集热器性能的优劣直接影响太阳能热发电站整体效率和成本。同时，在槽式集热器中存在辐射、导热和对流等多种传热过程，且其传热过程在空间和时间上都具有显著的非均匀特性。因此开展槽式集热器热性能的理论与实验研究具有重要的学术意义和应用价值。本文的工作主要包括以下三个方面：建立了槽式太阳能集热器的传热模型，计算了不同太阳辐射强度，工质入口温度和流量等工况下，集热器的热效率以及集热工质出口温度的变化规律，对计算结果进行了非线性拟合，得到了集热器效率、工质出口温度的计算关系式。考虑集热管表面热流不均匀的情况，建立了非均匀条件下的槽式集热器的传热模型，计算得到了集热器性能随各影响因素的变化规律。结果表明，环境风速增加和流体入口温度升高均导致集热器性能降低；随着太阳辐射强度、工质流量、环境温度等增加，集热器性能得到提高。环境风速和温度这两个因素对集热器性能的影响相对较小，而太阳辐射强度、流体入口温度和流量是影响集热器性能的三个主要因素。采用电加热模拟的方式对槽式真空集热管进行了稳态性能测试，得到了集热管在不同管壁温度和真空条件下的热损失特性。结果表明真空集热管在400℃左右的工作温度下的热损失为917.5W。该集热管经过多次加热和降温过程，集热管各组件连接完好，尤其是玻璃和可伐合金连接部分未出现破坏，高温选择性吸收涂层也没有明显的性能衰减。

三 槽式太阳能热发电中的控制技术

1 太阳跟踪系统