论文总字数：19011字

摘 要

太阳能是一种总量十分丰富，覆盖范围非常广的优质清洁能源，太阳能的利用在世界上是一个重要的研究课题。在现在许多国家面临着能源短缺的危机时，开发和利用太阳能将可以有效的缓解对化石能源的依赖，也可以降低化石能源对环境的污染。当前国际上对太阳能的利用并不是非常普及，太阳能的利用在生活生产中并没有发挥出很大的效果，而且大多数对于太阳能的利用主要在于大型的太阳能电站，其只能建设在人迹罕至的地方，会产生较大的输电损失。小型平板式太阳能聚光器是太阳能利用的一种重要的手段，由小型平板式太阳能聚光器产生的中温热源是一种优质的热源，在大多数的工厂中可以得到广泛的应用。小型平板式太阳聚光器的效率是其优劣的重要指标。太阳能激光器的效率受到很多不同条件的影响。

本文将热管与小型平板式太阳能聚光器结合应用，通过建立光学模型并对不同角度的入射光进行分析，计算不同光照角度和聚光器倾斜角度对聚光器效率的影响，并寻找满足最大光学利用效率的条件，并利用ProE软件建立聚光器三维模型并设计图纸。设计小型平板式太阳能聚光器的最大效率可以达到60.7%。

关键词：太阳能 平板聚光器 热管

Flat type solar heat pipeConcentrator structure design and lightAcademic analysis

ABSTRACT

Solar energy is a kind of high-quality clean energy with a very rich total amount and a very wide coverage. The use of solar energy is an important research topic in the world. Many countries are now facing a crisis of energy shortage. The development and use of solar energy will effectively alleviate the dependence on fossil energy and reduce the environmental pollution of fossil energy. At present, the use of solar energy in the world is not very popular. The use of solar energy has not exerted great effects in life and production, and most of the use of solar energy is mainly in large-scale solar power stations, which can only be built in inaccessible places , cause greater transmission losses.The small flat type solar concentrator is an important means of solar energy utilization. The medium temperature heat source generated by the small flat type solar concentrator is a high-quality heat source, which can be widely used in most factories. The efficiency of the small flat panel solar concentrator is an important indicator of its merits. The efficiency of solar lasers is affected by many different conditions.

In this thesis, the heat pipe was combined with a small flat-type solar concentrator. Established optical model and analyzed incident light at different angles. The effect of different illumination angle and condenser tilt angle on the efficiency of the condenser were calculated. The conditions of meet the maximum optical efficiency was looked for. Three-dimensional model of the condenser and drawings were built by ProE. The maximum efficiency of the small flat panel solar concentrator can reached 60.7%.

Keywords: Solar energy; Flat collector; Heat pipe;

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第1章 绪 论 1

1.1 背景与意义 1

1.2 国内外研究现状 4

1.2.1 国外研究现状 4

1.3 课题研究内容和创新点 7

1.3.1 课题研究内容 7

1.3.2 课题研究创新点 7

第2章 太阳能聚光器的物理模型 8

2.1 平板式太阳能聚光器物理模型 8

2.2 聚光器的物理参数 9

第3章 光学分析 11

3.1 TracePro光学建模 11

3.2 聚光器效率影响因素 12

3.3 分析数据及结果 14

3.4 平板式太阳能聚光器结构优化 15

第4章 聚光器主要部件选型 17

4.1 聚光器反射镜材料选择 17

4.2 驱动电机选择 18

4.3 减速器的选择 18

4.4 热管的选择 19

4.5 热管工质选择 20

4.6 安装倾角的选择 21

4.7 小型平板式太阳能聚光器价格分析 22

第5章 结论与展望 2 4

5.1 结论 24

5.2 展望 24

参考文献 25

致 谢 27

绪 论

背景与意义

一直以来能源问题就是全球各国所重点关注的问题，从古至今，全球的能源主要使用的能源经历了多个不同的时代。在远古时代，人们主要以薪柴为主要的能源，在第一次工业革命以后，煤炭成为了重要的能源，到了近代，化石能源和电能则成为了人们日常生活中最为普遍的能源。化石能源的广泛引用极大的推动力工业技术的发展。为了确保未来能源的发展需要，清洁能源的发展成为了世界各国的重点目标，未来社会中，清洁能源的选用可以在保证能源供应，促进清洁能源的发展和对环境的保护等方面发挥在越来越重要的作用。

自古以来，能源消耗的总量一直都在持续的增长，能源利用的结构也在不断的变化。在最近的20年以内，全球的能源结构一直在发生更新和变化，至今为止，全球的能源消耗主要为煤炭，石油和天然气三种化石能源为主，开发与利用新能源也是世界上许多国家的重要研究方向。

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