太阳能驱动的高温辐射供冷

太阳能作为目前最重要的可再生能源之一在能源领域被广泛利用, 除了日渐成熟的太阳能发电和太阳能热水技术之外, 由于太阳辐照强度与建筑空调负荷有较好的同步性, 所以太阳能空调系统也同样具有较大应用价值, 并且相关的研究在近年来得到迅速发展. 目前的研究主要集中在与太阳能空调相匹配的集热器技术以及热驱动制冷技术上, 而对于冷量输运过程少有关注, 缺乏与太阳能空调系统相匹配的末端形式方面的研究, 这些因素限制了太阳能空调系统的实际应用. 本文针对高温辐射供冷这种末端形式, 研究了它在太阳能空调系统中的作用机制及匹配特性. 通过对辐射供冷末端建立物理数学模型进行理论分析, 结果表明采用辐射末端的太阳能空调, 与常规的空调形式相比, 能够大大增强向室内空间的冷量输送, 并获得更好的热舒适. 通过对实际的太阳能空调系统的实验测试, 表明采用辐射供冷末端之后, 冷机COP(制冷性能系数)和系统供冷量分别提高了17%和50%. 理论和实验结果都验证了高温辐射供冷在太阳能空调系统中的适用性, 可以为今后的系统设计及推广提供有益的参考.     

一种适用于现代褐煤干燥电站的新型低温热集成干燥系统

褐煤预干燥过程在褐煤电站中有着十分重要的作用.具有高效率、高成本收益的内热源式蒸汽循环流化床干燥是最有前景的干燥方法之一.本文在深入分析了传统褐煤干燥电站的基础上,提出了一种新型低温热集成褐煤干燥系统.在新型褐煤干燥电站中,低品位蒸汽用来加热冷空气,置换出高品位烟气加热给水与凝结水,从而节省汽轮机高压缸与中压缸的抽汽.分析结果表明,新型低温热集成褐煤干燥系统能够使电站效率提高3.6个百分点,降低发电成本1.83美元/(MW h),节能效果与经济收益高于传统褐煤干燥电站,将为下一代褐煤电站提供一种高效的干燥设备与热力系统集成方法.     

塔式太阳能热发电水工质腔式吸热器研究进展

近年来,传统化石燃料消耗带来的严重问题(如温室效应、雾霾等)越来越多地引起全世界的关注,新能源成为各国争相研究的热点.塔式太阳能热发电被视为未来最有潜力的发电方式之一.水工质腔式吸热器作为塔式热发电电站中实现光热转换的关键部件,其性能对塔式热发电有决定性影响.本文从塔式热发电及水工质腔式吸热器原理、水工质腔式吸热器近五年研究状况、展望3个方面总结介绍水工质腔式吸热器研究现状及未来发展方向,重点分析国内外对塔式热发电水工质腔式吸热器的研究.     

不同太阳能热化学储能体系的研究进展

太阳能热发电技术是缓解能源危机改善生态环境的重要技术,而储能系统是太阳能维持稳定和持续热发电的关键.本文从现有3种太阳能储热技术出发,分析了热化学储能具有的高储能密度和可实现大规模远距离存储和运输的明显优势,介绍了现有的5种热化学储能体系在反应机理、反应模型和反应器等方面的最新研究进展,并对各个体系的优缺点进行了评述.针对反应体系存在的问题,提出了未来几种储能体系主要的研究方向是循环性能的提高、高性能催化剂的制备、高效反应器的设计制造以及传热传质与化学反应耦合模型等.     

铜锑硫族薄膜材料及其光伏器件研究进展

薄膜太阳能电池具有材料用量少、生产耗能低、高温弱光发电性能好、易于建筑集成等优势,是非常有竞争力的光伏发电技术之一.铜锑硫族材料价格低廉、稳定性高、绿色无毒、原料丰富,且具有合适的禁带宽度和较大的吸光系数,理论转换效率可达30%以上,是非常有潜力的薄膜太阳能电池吸光层材料.本文综述了近年来铜锑硫族材料光伏领域的研究成果,重点介绍了材料的晶体结构、光电特性、制备方法以及光伏器件的研究进展,并对其发展趋势和下一步工作方向进行了总结和展望.     

双向力反馈控制系统的统一形式及稳定性分析

遥控机器人在太空、深海、原子能等高技术领域内有着重要的应用价值。遥控机器人研究中一个重要内容是双向力反馈控制系统的分析和设计,目前已有多种形式的双向力反馈控制系统.本文提出了一种新型的双向力反馈控制系统统一形式,同已有的双向力反馈控制系统统一形式相比更具普遍性和一般性,并基于算子无源性理论建立了双向力反馈控制系统稳定性分析的一般方法。本文提出的统一形式及稳定性分析方法对于遥控机器人双向力反馈控制系统的分析和设计具有重要的指导意义。     

二阶张量n次幂的表示定理

文[1]利用Cayley-Hamilton定理和罗必塔法则给出了三维空间中二阶张量A的n次幂的表示定理.其表示形式中的系数是由A的特征根给出的.当有重根出现时,则需要用罗必塔法则进行特殊处理,不同的根的分布情况所对应的系数表达式也不一致.显然,这样的结果不便推广到一般的m 维空间上去.     

封面说明

正作为一种具有广阔应用前景的绿色可再生能源技术,聚光型太阳能热发电技术得到了广泛关注和快速发展.在聚光型太阳能热发电系统中,聚焦后的太阳辐射能表现出强烈的非均匀特性,这给系统的高效、安全运行带来很多挑战.针对这些挑战,诸多学者已经提出了一系列的解决措施.基于此,西安交通大学何雅玲等将对槽式、线性菲涅尔式、塔式、碟式4种太阳能热发电系统中存在的非均匀辐射能流分     

聚光集热系统统一MCRT建模与聚光特性

针对太阳能热发电站中各种聚光集热系统及其光能聚集与光热转换复杂过程,提出了一种新的统一建模方法以及与其对应的自编程统一蒙特卡罗光线追迹(MCRT)计算方法.即根据系统组成特性与光子传播简化计算原则,将其细分为由不同数量表面组成的各个子系统层次,采用统一的4阶方程与层次/表面编号形式、表面特征与光学参数变量等建立统一的系统几何模型与光学模型,设计开发具有统一求解交点、统一光学事件判断与计算、统一计算考核等通用模块的统一MCRT计算方法与程序.在此基础上,将该统一MCRT建模方法与程序应用于3种典型聚光集热系统,计算考核结果表明,该方法与程序具有较好的通用性和较高的准确性,所获得聚光特性进一步或可有效用于指导各种太阳能聚光集热系统应用选型或设计计算.     

非线性薛定谔方程中的无穷维代数的显示形式

两维Lax-pair系统中存在无穷维代数的现象引起人们越来越大的兴趣,特别是与具体物理模型相结合,已经获得了许多明显的表达式。除了两变量度规的轴对称引力问题之外,自从在主手征模型中引入隐藏对称代数以来,对其它物理模型和理论的应用迅速发展。比较有     

“源-网-荷-储”式异质能流复合供能系统的研究现状及发展趋势

发展新一代“源-网-荷-储”式异质能流复合供能系统是能源行业高质量发展和提高可再生能源消纳水平的必然需求,加快其发展对构建多能互补、灵活、智慧的能源系统具有重要意义.目前,我国能源系统转型与升级进程加快,能源系统多能流交织、多品位分布、多时空尺度等特征愈发突出,给能源的高效利用带来新的理论和技术挑战.为实现异质能流系统的协同发展,还需要突破单一能流系统能量转换分析的局限,从能质、能量品位的角度,解释不同能源系统间的耦合逻辑并指导能源结构优化和能量管控,解决异质能流多尺度协同响应难等问题.因此,本文以“源-网-荷-储”式异质能流复合供能系统的构成和特征为切入,明晰了异质能流系统基础架构及各层间的关系,阐明了按质用能思想和能量品位相匹配对构建高效能量梯级利用系统、实现能量有序按需转化的重要性,总结了异质能流系统动态响应特性与协同调控、结构优化和能量管控等研究现状和挑战,并对未来能源系统的发展提出了一些建议.     

Solar LED Lighting System is Designed to Explore

近年来,太阳能光伏发电及LED越来越受到关注,文章在简要阐述LED照明及太阳能光伏发电原理的基础上,从太阳电池组件及蓄电池容量确定、DC/DC转换器、控制器、充电电路、LED驱动电路5个方面,介绍了一种太阳能LED路灯照明系统的设计方案,有一定参考价值.     

有限容积法离散方程截断误差本质及其来源

本文从有限容积法的原理出发,指出有限容积法离散方程截断误差的本质为离散表达式与守恒型积分方程的近似程度.基于该思想,推导了有限容积法离散方程截断误差表达式,该表达式与有限差分法截差表达式有显著的不同;并指出有限容积法中涉及的截断误差主要包含3个层次,分别为由界面上值的近似、界面通量的近似和离散方程的近似带来的截断误差.有限容积法界面通量截断误差包含法向和切向两部分,有限差分法不存在界面未知值近似和切向截断误差,因而即使对于常物性二维/三维问题,两者截差表达式也不相同.与有限差分法相比,有限容积法误差来源较多,单纯提高待求变量的离散精度并不能有效地提高离散方程的整体精度.此外,通过理论推导和数值试验证明了对于规则区域正交非均分网格,计算区域采用内节点法离散的计算精度总体上优于外节点法.     

钒酸铋光电催化分解水的研究进展

光电化学(photoelectrochemical, PEC)催化分解水制氢被认为是生态友好、规模化和可持续性地转化与储存太阳能的理想途径之一,但光阳极较低的工作效率限制了PEC分解水的发展.近年来,钒酸铋光阳极因具有较高的理论光电流密度受到科学界的广泛关注.大量的工作聚焦在如何将钒酸铋光阳极所具有的理论潜力尽可能地发挥并应用至PEC分解水制氢.本文通过回顾和分析钒酸铋光阳极的吸光效率、光生载流子分离效率与表面催化产氧效率3个方面的研究进展,对高性能钒酸铋光阳极的设计思路与合成方法进行评述、总结与展望,为进一步挖掘钒酸铋光电极的潜力与开发下一代光电极提供参考和思路.     

太阳能电池效率分析

在化石能源日益枯竭的背景下,可再生能源特别是太阳能的利用越来越显示其重要性,由此太阳能的开发利用方式越来越多,能量转换效率不断攀升,使用成本不断下降.其中利用太阳能的主要方式为太阳能电池,目前大致可分为三大类:晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池和新型太阳能电池.晶体硅太阳能电池又分为单晶硅及多晶硅太阳能电池.薄膜太阳能电池包含非晶硅太阳能电池和多元化合物太阳能电池.而新型太阳能电池包括有机太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池和杂化钙钛矿太阳能电池等.本文从分析太阳能电池的理论效率出发,与目前太阳能电池的实验效率结合,通过对比各类电池实验效率与理论效率,展望其未来发展前景.     

基于传热传质分析的热局域化太阳能蒸汽发生系统优化研究进展

太阳能蒸汽发生系统能够利用太阳能局域加热水体产生蒸汽,在海水淡化和污水处理等领域具有较大的应用潜力.太阳能蒸汽发生系统主要包括光吸收系统和热局域化系统两大部分.由于能够实现低聚光下的高效太阳能光热蒸汽转化,且具有结构简单、成本低、蒸发效率高、易于推广应用等特点,太阳能蒸汽发生系统受到了广泛关注.近几年,越来越多的热局域...     

关于分布参数系统的平方指标最佳控制问题

本文研究以热传导问题与振动问题为实际背景的分布参数系统的平方指标最佳控制问题。利用“Schwarz不等式取等号成立”的数学工具,求出了最佳控制函数的表达式与平方指标的最小值.     

旋转群的Racah系数的较简单的递推关系

关于SO(3)群的Racah系数,G.Racah 早在1942年就给出了一个代数表达式。这个式子一般是许多项的和,用起来很不方便。核物理工作者常常用Racah系数的递推关系来计算Racah系数。过去用的递推关系是从Racah     

界面光蒸汽转化研究进展

光热转化作为一种太阳能利用方式,由于其相对高效、低成本的特点,一直以来被广泛关注与研究.近年来,界面光蒸汽转化作为一种新型光热转化机制,借助微纳结构材料设计及光学、热学有效调控,将太阳能充分吸收并将能量转化局域到气-液界面,从而使得光-蒸汽能量转化效率有效提高,并因此被认为是一种极具前景的高效太阳能光热转化途径.本文介绍了界面光蒸汽转化的相关机制,包括光吸收、热管理和水输送,并展示了通过一系列微纳结构材料设计来提高其能量转化效率的最新研究进展;随后介绍了目前基于界面光蒸汽转化的一些主要应用;最后对界面光蒸汽转化的未来发展方向进行了展望.     

克劳修斯熵表达式适用于实际气体的分子动力学验证

克劳修斯熵是热力学的核心概念.然而,克劳修斯熵表达式的引入是基于理想气体假定的,因此有必要论证克劳修斯熵表达式在实际气体中的适用性.通过回顾,我们发现已有的证明方法都是需借助两种工质循环的间接论证.本文通过分子动力学模拟了氩工质和二氧化碳工质在不同高压下的加热过程和可逆热力学循环,直接验证了克劳修斯熵表达式在实际气体中的适用性.在验证过程中发现,正是由于实际气体热力学过程中存在分子动能和势能之间的转换,才导致其热力学参数间的关系不同于理想气体,但是由于这种转化发生在系统的内部,克劳修斯熵表达式是不变的.