非对流层数对太阳池性能的影响

《非对流层数对太阳池性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第12期可再生能源Vol.33No.122015年12月RenewableEnergyResourcesDec.2015非对流层数对太阳池性能的影响张敏，吴志跃，张国栋，成怀刚，程芳琴（山西大学资源与环境工程研究所，国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室，山西资源循环与生态环境创新基地，山西太原030006）摘要：盐梯度太阳池是一种兼具集热与蓄热功能的太阳能利用设施。在太阳池的工程应用中，非对流层（NCZ）层数对太阳池性能影响问题十分重要，然而以往对这方面的研究较少。文章通过构建小型太阳池，设置不同的NCZ层数，分析其对太阳能集热和储热性能的影响。研究结果

2、显示：随着NCZ层数增加，太阳池集热性能减弱；无NCZ太阳池平均每小时的集热量分别是含有1，2，3层NCZ太阳池集热量的1.11倍、2.52倍和4.03倍，热效率分别是其1.39倍、2.86倍和5.21倍；NCZ层数增加，夜间散热量减小，无NCZ太阳池中，夜间平均散热量是含3层NCZ太阳池散热量的3.56倍。在构建太阳池时，应充分考虑当地的气候条件和实际用途，设置适当的NCZ层数，方可发挥太阳池的最大功效，达到最大经济效益。关键词：盐梯度太阳池；非对流层；集热量；热效率中图分类号：TK512文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）12-1778-08DOI:10

3、.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.12.0050引言效率的影响，为太阳池进一步性能优化提供了理[18]盐梯度太阳池（SGSP）是一种浓度梯度盐水论依据。Jamal通过数值模拟分析了提热对盐梯[1]池，是兼具集热和蓄热功能的太阳能利用设施。度太阳池性能的影响，结果显示，非对流层厚度应太阳池结构简单、维护操作方便、构建价格低廉，该根据提热量来确定，方能使太阳池发挥最大效[2]～[5][19]宜于大规模使用，受到众多研究者的关注。目能。孙文策的一项研究表明，通过向太阳池底部前，关于太阳池的研究主要集中在机理探讨、性能添加多孔介质材料、在太阳池表面加透明塑料

4、膜[6]～[14]优化和实际工程应用3个方面。盖以及将太阳池与太阳能集热器相结合的方法，太阳池性能优化技术研究一直是SGSP研究可以显著地提高太阳池的集热与储热性能。的热点。早在1964年，文献[15]对池水温升和太本文构建了两套相同的小型太阳池，在NCZ阳辐射、周围环境和热物性、集热效率和提热的相相同厚度下，将NCZ分别设置为0～3层，对比研互关系做了详细理论探讨，并分析了影响太阳池究了当NCZ层数不同时，太阳池在温升、集热量、稳定性的主要因素。2005年，Akbarzadeh和Ah-储热量、热效率等方面的差异，以探讨NCZ层数madi对Weinberger理论进行了计算机

5、模拟，根据对太阳池性能的影响。太阳辐射、环境温度、日蒸发量等条件计算得到太1试验装置与方法阳池在不同提热率下的温升，以此来优化太阳池1.1试验装置[16]的性能。Shah研究太阳池储热层的瞬间能量透同时构建两套完全相同的太阳池A和太阳过状况时发现，增加储热层厚度能有效提高太阳池B。太阳池装置由2mm厚钢板焊接而成，呈倒[17]池集热性能。Panahi采用所建立的太阳池一维正四棱台体，上表面积为140cm×140cm，下表面数学模型，模拟计算了太阳池的动态热物理行为，积为40cm×40cm，深度为30cm，太阳池的侧分析了上对流层对太阳池热效率、非对流层厚度壁与地面夹角为30°

6、，以保证在夏季8∶00~对太阳能净通量传输、储热层深度对太阳池储热17∶00池内无阴影。太阳池内壁及底部黏贴0.05收稿日期：2015-06-05。基金项目：国家国际科技合作项目（2012DFA91500）。作者简介：张敏（1990-），女，硕士研究生，研究方向为新能源与可再生能源技术。E-mail：zhangMIN_6036@126.com通讯作者：程芳琴（1964-），女，教授，博士生导师，从事资源循环利用技术的研究及应用工作。E-mail：cfangqin@163.com·1778·张敏，等非对流层数对太阳池性能的影响mm厚黑色塑料薄膜作为太阳池防水层和吸热1.2实验设

7、计层。池体外侧壁及底部为25mm厚的聚氯乙烯在2014年7～8月进行3组对比实验，各组保温层。两个太阳池体分别嵌入大小相同的坑实验盐梯度设置如表1所示。统一采用NaCl含量内（图1）。大于98.5%的工业盐配置盐溶液。下对流层（LCZ）盐浓度为298g/L，由盐溶液直接注入太阳B池底部生成，而非对流层（NCZ）和上对流层（UCZ）通过浮动在太阳池水面上的泡沫塑料板布水器分别缓慢地注入不同浓度盐溶液和清水形A成。在梯度层布好后，每组实验均在太阳池表面蒙盖黑色塑料膜静置48h以上，便于混合界面层的形成。每组