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一种低浓度真空管太阳能集热器的新版本：光学与热学研究
摘要： 本研究聚焦于探究带与不带太阳跟踪系统的新型真空管太阳能集热器性能。该真空管集热器由偏心置于透明玻璃罩管内的吸热铜管构成，玻璃罩管内表面嵌有反射膜且偏心环形空间呈真空状态。所提出的真空管集热器建?；谥柿俊⒍亢湍芰渴睾惴匠?，并采用有限体积法进行离散化处理。研究开发了自主编写的数值计算程序，经测试优化其网格尺寸后，通过与现有实验及数值结果对比完成验证。同时评估了倾角与跟踪系统的影响。结果表明该集热器日效率最高达73%，最低为42%。针对巴西圣路易斯市测算的年效率为61.5%。本研究的创新贡献包括反射膜设计、吸热管偏心结构及环形空间真空环境：反射膜能维持吸热管均匀温度并降低热致应力；偏心结构产生聚光效应，有助于提升工质出口温度并减轻集热系统质量；环形空间真空环境有效减少热损失，提升系统效率。
关键词： 太阳能，偏心真空管集热器，真空管太阳能集热器，太阳能跟踪系统，集热器建模
更新于2025-09-22 18:22:56
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[2018年IEEE国际计算、电子与电气工程会议(ICE Cube) - 巴基斯坦奎达(2018.11.12-2018.11.13)] 2018年国际计算、电子与电气工程会议(ICE Cube) - 基于线性菲涅尔反射技术的巴基斯坦熔盐太阳能热发电厂设计与仿真
摘要： 巴基斯坦作为一个欠发达国家正面临诸多问题。其中最重要的问题之一是能源?；?。该国拥有丰富的可再生能源资源尚未得到利用。在这些可再生能源中，太阳能是最为充沛的资源之一。聚光太阳能发电（CSP）被认为是利用太阳能发电的最佳技术。本文提出设计一座采用线性菲涅尔反射器、集成六小时热能存储的100兆瓦级CSP电站。根据CSP电站要求，选址于年直接法向辐照度（DNI）达1955千瓦时/平方米的纳瓦布沙阿附近地区。选用系统顾问模型（SAM）对该电站进行为期一年的模拟。传热介质采用熔盐（Hitec太阳能盐）替代合成油。模拟结果显示该电站年发电量可达220,734,832千瓦时（220.735吉瓦时），容量系数与毛转净转换率分别为25.2%和90%。这些令人鼓舞的结果证明，基于该模型的电站在巴基斯坦环境下具有热力学可行性。
关键词： 太阳能，聚光太阳能热发电，可再生能源，电力，系统顾问模型，巴基斯坦，线性菲涅耳反射器
更新于2025-09-22 22:18:27
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[IEEE 2018年第四届绿色技术与可持续发展国际会议（GTSD） - 越南胡志明市（2018.11.23-2018.11.24）] 2018年第四届绿色技术与可持续发展国际会议（GTSD） - 辅助服务及其价格对电力市场中大规模太阳能与风能渗透率的影响
摘要： 如今，太阳能和风能发电已成为全球许多国家电力来源的重要组成部分。然而，由于这些能源具有波动性和不确定性，在高比例接入太阳能和风能的情况下维持电力系统稳定运行对运营商而言是重大挑战。为提升风光电能在电力市场中的贡献效率，完善的辅助服务系统必不可少且必须合理定价。本文研究的辅助服务包括旋转备用和非旋转备用。此外，我们提出了一个计算与比较模型，用于分析有无风光电接入情况下的电能及辅助服务发电成本。通过案例研究对该模型进行了开发验证，结果表明：在高比例风光电接入的电力系统中，电能及辅助服务的发电成本较高；同时风光电的上网电价高于传统发电方式，这导致电力市场的节点边际电价居高不下。
关键词： 辅助服务、可再生能源、太阳能、风能、电力市场
更新于2025-09-23 05:27:46
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利用太阳光照射负载Ag、Au和Pt的TiO?对扑热息痛进行光催化降解
摘要： 在光催化水处理领域，采用太阳光替代紫外线照射具有可持续性和可行性优势。本研究通过水悬浮体系，考察了负载贵金属（Ag/TiO?、Au/TiO?和Pt/TiO?）的TiO?催化剂在太阳光下对常用解热镇痛药对乙酰氨基酚（AP）的光催化降解（PCD）。研究发现，在不同操作条件（包括pH值、表面活性剂和药物辅料）下，TiO?表面负载的贵金属能增强AP的降解效果，但与紫外光相比，模拟太阳光和直射太阳光下的AP降解速率常数较低。紫外光及模拟太阳光条件下AP的降解途径虽不完全相同，但均遵循相似反应机制，通过竞争途径生成羟基化中间体（如4-乙酰氨基间苯二酚（4-AR）、4-乙酰氨基邻苯二酚（4-AC）和对苯二酚（HQ））。根据Langmuir-Hinshelwood模型，AP的PCD符合准一级动力学特征。负载贵金属（Ag、Au和Pt）的TiO?光催化剂可有效应用于太阳光和紫外光条件下的水体AP降解。
关键词： 太阳能、羟基自由基、贵金属、对乙酰氨基酚、二氧化钛
更新于2025-09-23 08:26:39
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太阳能烟囱内嵌离散热源驱动的自然对流流动：反向与协同流动动力学
摘要： 通过数值模拟与实验研究，报道了瑞利数范围内热浮力驱动的太阳能烟囱内流体流动与传热机制。采用流线与热线可视化技术分别呈现空气与热量的输运路径。数值结果表明：当瑞利数超过临界值时，反向流动不仅降低体积流量，还会加剧太阳能烟囱内的回流现象，导致其丧失通风功能。为抑制反向流动并提升通风性能，提出一种玻璃幕墙表面贴合多离散热源的改进型太阳能烟囱。系统分析了离散热源尺寸、位置及数量对系统传热速率与体积流量的影响。与传统太阳能烟囱相比，高度D0=1、位置S0=1的离散热源改进方案表现更优，既能防止反向流动又可增强通风性能。实验室实测数据与前期数值模拟结果高度吻合。不同环境温度下热输入量对应的加热壁面温度分布显示：壁面温度非线性升高且在顶部出口附近出现下降。本研究对太阳能利用与建筑节能具有重要参考价值。
关键词： 离散热源，太阳能，逆流，热驱动自然对流
更新于2025-09-23 09:38:36
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基于MoO3-x局域表面等离子体共振的阳光诱导光热协同催化CO2转化
摘要： 光催化将CO?转化为太阳能燃料被视为同时缓解温室效应和解决能源短缺的替代途径。由于太阳能利用效率相对较低，高效光捕获与热化学转化一直是光催化领域亟待攻克的难题。本研究通过在MoO?中引入氧空位来捕获近红外(NIR)光子，从而提升光热CO?还原效率。氧空位触发的MoO?-x局域表面等离子体共振(LSPR)效应实现了NIR光子的高效捕获。此外，氧空位能促进载流子分离、增强缺陷表面CO?吸附能力，并降低转化过程中CO?加氢反应能垒。结果表明，在模拟太阳光(UV-Vis-IR)照射下，MoO?-x展现出比MoO?显著增强的光热协同CO?还原性能：CO产率达10.3 μmol·g?1·h?1（是MoO?的20倍，后者仅0.52 μmol·g?1·h?1），CH?产率达2.08 μmol·g?1·h?1（是MoO?的52倍，后者仅0.04 μmol·g?1·h?1）。原位FT-IR与理论计算进一步证实了MoO?-x的活性增强机制。该研究凸显了缺陷工程对提升CO?光热催化转化的重要意义。
关键词： 二氧化碳、光热转换、三氧化钼（缺位）、太阳能
更新于2025-09-23 18:15:22
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光伏光热（PV/T）与传统太阳能电站的性能对比评估
摘要： 该建筑的能源需求包括可通过太阳能获取的热能和电能。通常，电能需求由光伏系统(PV)满足，热能需求则由太阳能集热系统(ST)供应。但混合光伏/光热(PV/T)系统可同时生产电能与热能。本研究对比了混合光伏/光热系统与光伏+集热系统(PV+ST)的性能表现。这种比较对安装空间有限、无法同时满足光伏与集热系统安装需求的建筑（如住宅塔楼）具有重要参考价值。研究以位于不同地理区域的住宅单元为对象：意大利卡塔尼亚、克罗地亚斯普利特和德国弗赖堡。基于热力学第一定律和第二定律的能量分析结果表明，在这三个城市中，PV/T系统的总产能均高于传统太阳能系统(PV-ST)。而经济性分析显示，由于技术成本较低，光伏系统能带来更显著的经济效益。
关键词： 太阳能、经济分析、光伏光热混合电站、TRNSYS模拟、能源质量、可再生能源
更新于2025-09-23 21:36:22
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基于光伏组件的太阳能电站经济可行性及平准化成本分析
摘要： 本研究根据平准化成本分析法，计算了土耳其埃拉泽地区太阳能发电系统的成本。企业进行经济可行性研究时，未考虑利率、资金成本、详细日照时长、全年月度净盈亏状况及随利率变化的投资成本等诸多参数。本研究对上述企业未纳入的参数进行了测算：该光伏电站投资回收期实为13年（企业平均测算值为6.6年）；1兆瓦太阳能电站年利润为89,467美元；电站现值与年度资本成本分别计算为1,156,763美元和1,181,875美元；光伏电站投资资本成本流确定为5.628美元/小时。综合分析表明，发展中国家的高利率将对太阳能电站投资产生不利影响。
关键词： 预测太阳辐射、太阳能、光伏、可再生能源、经济可行性
更新于2025-09-24 01:03:14
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过硫酸钠作为电子受体对太阳光驱动TiO?或TiO?/rGO光催化降解安替比林的影响
摘要： 本研究对药物化合物安替比林（AP）的太阳能光催化降解进行了对比研究。采用不同体系，包括单独的TiO?、还原氧化石墨烯修饰的TiO?（TiO?/rGO）、添加过硫酸盐的TiO?/rGO（TiO?/rGO/PS）以及TiO?/PS。通过X射线衍射、N?物理吸附、透射电子显微镜（TEM）和拉曼光谱对催化剂进行表征。首先评估了TiO?和TiO?/rGO复合材料在其pHZPC上下对AP的吸附动力学。随后确定了pH值、TiO?浓度、rGO负载量和过硫酸盐用量等变量对抗比林太阳能光催化降解的影响。研究发现太阳能/TiO?/PS体系比太阳能/TiO?/rGO/PS过程更高效。在最优条件下，安替比林在不到4分钟内完全降解，15分钟内总有机碳（TOC）去除率达87%。最后，利用合适的清除剂评估了不同活性氧物种（ROS），如HO?、O???和1O?，在太阳能/TiO?/PS体系中的作用。
关键词： 二氧化钛/还原氧化石墨烯/过硫酸盐，活性氧物种，安替比林，太阳能
更新于2025-09-24 01:32:41
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带波纹吸热面的家用一体化太阳能热水器的性能研究
摘要： 本研究的目的是考察带有波纹吸热面的集成式太阳能热水器的性能。我们搭建了一台集成式太阳能热水器并进行户外实验测试，以观察储水箱中水温的变化情况。该太阳能热水器的容量为140升。研究分为两种工况：无流量工况和有负载工况。在无流量工况下，冬季和春季获得的储水最高温度分别为58℃和78℃。本研究获得的储水温度高于以往研究结果，这主要归因于储水箱采用的波纹吸热面设计。在有负载工况下，当质量流量分别为0.005 kg/s、0.0091 kg/s和0.013 kg/s时，太阳能集热器的日热效率值分别为59%、65%和67%。结果表明系统在夜间存在较大热损失。此外，该集成式太阳能热水器成功为伊拉克冬春季节提供了适合人体使用的热水。
关键词： 性能、太阳能、热水器、集成系统、波纹板
更新于2025-09-24 05:15:35