外部反射鏡增強(qiáng)聚熱式太陽能產(chǎn)蒸汽研究

韓景陽, 季 旭, 徐海洋, 衡圓圓, 王 岳, 鄧 佳

(云南師范大學(xué) 能源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 太陽能研究所, 云南 昆明 650500)

1 前 言

蒸汽在工業(yè)生產(chǎn)與人類生活中具有廣泛的應(yīng)用，如海水淡化[1-2]、蒸汽發(fā)電[3-4]、消毒滅菌等[5]。太陽能是一種分布廣泛的可再生能源[6]，為獲得高溫位熱能，高效實現(xiàn)水的汽化，常常采用聚光器提高太陽輻射能量密度。目前太陽能產(chǎn)蒸汽主要采用太陽能聚光器[7]和太陽能蒸餾器實現(xiàn)[8-9]。太陽能聚光器需要利用復(fù)雜的跟蹤系統(tǒng)追蹤太陽，且高質(zhì)量曲面光學(xué)器件建造成本較高[10-12]。太陽能蒸餾技術(shù)不論是采用多級閃蒸[13-14]，還是多效蒸餾[15-16]，系統(tǒng)均處于負(fù)壓狀態(tài)運行，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且設(shè)備易出現(xiàn)腐蝕結(jié)垢等問題[17-18]。

為探索經(jīng)濟(jì)及大規(guī)模利用的可能性，采用低成本的平面鏡增加裝置接收到的太陽輻射能量密度。ABDALLAH 等[19]以階梯式太陽能蒸餾器替代傳統(tǒng)斜坡式太陽能蒸餾器，并在階梯式太陽能蒸餾器上安裝反射鏡，其系統(tǒng)熱性能提高了30%。GNANARAJ 等[20]構(gòu)建了一種雙槽式太陽能蒸餾器并在雙槽式太陽能蒸餾器外部的上、下兩側(cè)增設(shè)反射鏡將更多的太陽輻射能集中到上部和下部槽中作為二次增加熱源，蒸餾水產(chǎn)量從4 333 增加到5 650 mL·d-1。ESTAHBANATI 等[21]建立了反射鏡對蒸汽產(chǎn)生效率影響的數(shù)學(xué)模型，研究了反射鏡對單槽斜坡式太陽能在冬季和夏季期間蒸汽產(chǎn)量的影響。實驗中，安裝反射鏡后冬季、夏季以及全年的產(chǎn)蒸汽量分別增加了65%、22%和34%。隨著天空云量增加，反射鏡的效果明顯降低?！?br>