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分形设计旨在提高集中太阳能接收器的效率

2017-10-27 09:28:33来源:cnBeta浏览: 评论:0

  聚光太阳能发电(CSP)厂可能是综合可再生能源战略的关键部分,但进展往往集中在使设施越来越大。现在,美国能源部旗下桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)的工程师正在通过设计一种可以吸收更多太阳光的新接收器来提高小型发电厂的效率。

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  当普通的太阳能光伏板通过吸收太阳光并直接将其转化为电力而工作时,聚光太阳能发电厂使用大量称为日光反射装置的反射镜阵列来将阳光反射到接收器上。聚焦的光线加热流经接收器面板的流体,产生蒸汽,然后驱动蒸汽涡轮机以产生能量。

  通常,这些接收器面板由布置在平板或圆柱体中的管组成,但是这些设计不能捕获100%的太阳光,这意味着存在改进的余地。为此,桑迪亚国家实验室研究团队调整了接收器的设计,全新设计的接收器使用分形结构来捕获更多阳光。

  桑迪亚国家实验室的机械工程师Cliff Ho表示:“当光线从平坦的表面反射时,它已经消失了。在平坦的接收器设计中,5%以上的阳光反射出来,所以我们将管子面板配置成以不同尺度捕获光线的径向或百叶窗图案,我们希望光反射,然后再次反射朝向接收器的内部并被吸收,类似于隔音室的墙壁。”

  研究人员表示,新的设计使接收器在吸收太阳光方面的效率比目前的系统高出20%。另外,全新的接收器可以由称为Inconel 718的镍合金进行3D打印,这意味着它们可以相对快速和廉价地生产。该团队的长期目标是使用超临界二氧化碳和全新接收器来提高发电效率。

  超临界二氧化碳与全新接收器相结合可能意味着小型CSP发电厂能以更加高效的方式运作。这些较小规模的设施可以用于为个别社区提供电力。

  新的接收器是作为印度和美国太阳能研究所(SERIIUS)项目的一部分开发的。

 

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