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1、 关于热声太阳能热发电系统向贵方解惑的资料清单关于热声太阳能热发电系统向贵方解惑的资料清单楚雄地区辐射数据来源？目前国内对光伏辐射数据要求为：该地区实测逐分钟数据。光热发电需要的数 据为直接辐射数据。 新型碟式集热器的详细原理，包括： 1 1）新型碟式集热器结构图及其结构稳定性的依据（例如：抗风计算）新型碟式集热器结构图及其结构稳定性的依据（例如：抗风计算） 、集热器的基础图及其结构稳定性计算、集热器的基础图及其结构稳定性计算 依据；依据； 1.11.1 集热器结构图如下集热器结构图如下：500 平方米集热器主视图500 平方米集热器侧视图500 平方米集热器俯视图500 平方米集热器效果图
2、1.21.2 强度计算强度计算 风载荷计算 风荷载标准值：Wk=ZUSUZW0 式中：Z为高度 Z 处的风振系数；US为风荷载体型系数；UZ 风压高度变化系数；W0为基本风压（kn/m2） 根据建筑结构荷载规范的表 7.2.1 的定义，选取 U UZ Z=1.38=1.38，U US S=1.1=1.1； 由建筑结构荷载规范有Z Z=1+=1+z z/ /UZ 其中： 脉动增大系数； 脉动影响系数；z z振型系数；U UZ Z 风压高度变化系数；查建筑结构荷载规范 ，按表 7.4.3，=1.69=1.69； 表 7.4.41 脉动影响系数 ，高度选用 10m，地面类型选用 A, =0.78;
3、结构振型系数的近似值 z=1；Z Z1.61.6，W W0 0=0.5=0.50 02;2; 式中： 为空气密度；（t/m3） ， 0为基本风速 （m/s）. 12 级风的风速 028m/s，这里我们选用 0=28m/s，又 =1.293kg/m3，即 W W0 0= =0.277kn/m2 12 级风的风荷载：Wk=ZUSUZW0=1.61.11.3800.277=0.672 kn/m2 集热器面积 S=510m2,安全系数 n=1.5，则作用在集热器上最大风载荷 P1为 N P 53 21014. 510672. 05 . 1510横梁强度校核横梁强度校核集热器承载十分复杂，本文主要分析集
4、热器最大承载状态的几个关键部位。已知集热器重量 P=2.07105 N,横梁重量 W1=L（ 为线密度） ，W1=3.7104 N。由于桁架的辅杆为焊接结构，其受力复杂(存在拉力、 压力、剪力、弯矩或扭矩)，不可视为理想的二力杆。为简化计算，与桁架视为一体。集热器的设计保证对 于转轴平衡，所以集热器对斜梁的扭矩相互抵消。ARARCFCPBCW = LFA 3. 8m13. 5m14. 8mW2122. 5vFD图 10cossincos00sincossin0211 DcAAxDcAAy FFRFFFWPWRRFF，上面两个方程是不能求出 FA、RA、RC、FC的，这是一个变截面问题，待后续的
5、计算中才可解出。下面把横梁单独取出分析。NPPPlRlWlPMPWRRFABBAy5 21111021. 702200cos0，代入数值得08 .144 . 7107 . 34 . 71021. 701021. 75 .22cos107 . 34554ABA RRR NRRBA4109 .37另外斜梁左端轴向同时受压，右端受拉。由于 B 点在实际承载时是向左移动的，如计算斜梁左端轴向内力， 必须知道右侧支架受力情况及右侧钢丝的预紧力。为简化计算，设 B 点位移忽略，则上端与下端的轴向应变 相同。下面校核横梁最左端及中间截面强度OZx1m1mO0. 15mO0. 1mOZx1m1m0. 175m
6、0. 04m图 2 图 3 由图 3 计算其矩形截面惯性矩）（4196. 0245. 0325. 0221226. 05 . 004. 0 4m dzdzdzIzzAx(Q235 材料)。MPa xI2 .201226. 05 . 04 . 71029109 .3744 ZMmax）（MPas235由于横梁中部是钢管与方钢焊接连接，焊接点的校核十分重要。图 2 知）（4222 24421099. 04)(5 . 064)( 4m dDdDdzIAxMPa xI2331099. 05 . 09 . 61029109 .37244 ZMmax）（MPas235横梁左右连接点剪应力校核横梁左右连接点
7、剪应力校核1）左端转轴剪应力校核左下端的销的直径为 75mm，材料为 45 钢，下面校核销的强度。a370MP0销受到的剪力 N1002. 4102.92.79RFF55222 A2 A取安全系数 n=2,则工作切应力aMaMaP370P182P10182105 .37104.0226 23-5 ）（故销受剪安全。2）右上端转轴剪应力校核右上端的转轴直径为 120mm，材料为 45 钢，下面校核转轴的强度。a370MP0轴受到的剪力 N1002. 4RFF52 B2 B取安全系数 n=2,则工作切应力aMaMaP370P1 .71P1071.11060104.0226 23-5 ）（注：500
8、 平方米串联式集热器是一个变截面、多次超静定的复杂力学问题。由于时间问题，本计算中三角支 架的计算未作。采用人工计算时，由于多次超静定使得求解十分复杂，而且必须简化结构才可近似求解，否 则无法计算。简化结构和实际集热器结构是有较大差异的，这使得人工计算带来误差，误差的大小很难把握。 建议采用 CAE 分析。 2 2）新型碟式集热器的总量、尺寸；）新型碟式集热器的总量、尺寸；新型集热器单组采用三台碟式集热器串联组成，总重量 45 吨，高 20.5 米（约 5 层建筑高度） ，设备占地 面积 61m9m=549m2。 3 3）新型碟式集热器镜面面积、尺寸（凹镜的参数）新型碟式集热器镜面面积、尺寸（
9、凹镜的参数） ；单组新型集热器集热面积 172m23=516m2。单台集热器规格：15.6m14.2m（含间隙） ，焦距 12m，共由192 片抛物面反光镜组成，反光镜抛物面方程为。如下图：)12( ,42ffxy4 4）新型碟式集热器跟踪太阳的高度角、方位角的极限值；）新型碟式集热器跟踪太阳的高度角、方位角的极限值；此集热器跟踪方式同样采用双轴自动跟踪，但和传统的双轴跟踪方案有差异，此跟踪主轴倾角近似等于 当地纬度，横梁主轴的旋转相当于方位旋转，极限值为 180 度，另一轴相当于高度旋转轴，极限值为 120 度。5 5）新型碟式集热器东西向、南北方向阴影计算方式、阴影的容许的极限值以及该极限
10、值下，新型碟式集热）新型碟式集热器东西向、南北方向阴影计算方式、阴影的容许的极限值以及该极限值下，新型碟式集热 器东西向、南北方向的间距和能量（发器东西向、南北方向的间距和能量（发在安装太阳能集热器时，为了最大限度地收集太阳辐射能量，必须考虑周围建筑物对集热器的遮阳情况 和前排集热器对后排集热器的遮阳情况，以便将集热器安放在不遮阳或尽量少遮阳的合适位置。下图为不遮阳距离和太阳角的关系示意图。图中 ZA 为太阳入射光线，OZ 为建筑物或集热器的安装高度 h，OA 为 H 的水平阴影长度 L，OB 为不遮阳 距离 S，ZAO 为该地区某时刻太阳高度角 ，AOB 为该地区某时刻太阳方位角 S。由上图
11、可知，对于正南朝向的集热器，其不遮阳距离slcosS而影长 ，所以tan/hl shScostan上式为求日照间距的基本公式（南向） 。 从而，东西不遮阳间距为sshSSsintantan1对于不是正南北朝向的安装方式，即对朝向不是正南的集热器，n为垂直于集热器平面的平面 M 的方位角， 如下图 由上图可得）（nslcosS即 ）（nshScostan）（nshSsintan1集热器的安装布置如下图：NSWES1S1S1500 平方米集热器阵列布置图 计算实例：我公司开发的 500 平方米集热器，高 20.5 米，由于横梁倾斜安装，南北向集热器间距在一天中是变化 的，中心距 19.5 米（设计
12、值） 。若取深圳地区冬至 10：00，太阳高度角 =35，太阳方位角 S=34，由上 式计算可得东西间距 S1=16.4+9(集热器宽度)=25.4 米。如果要在冬季利用 89 点的太阳，那么东西间距必 须加大。若以夏季的数值计算，间距会变小，尽管增加了土地利用率，但降低了冬季太阳能量的利用率。综上所述，在进行太阳能集热系统设计时，在计算了不挡光的最少距离后，应根据实际安装场地的条件 和用户的使用要求、使用季节，因地制宜地选取各排集热器之间的实际间距。设计时进行如下考虑： （1）不应片面强调全年各天日出后的每个时刻均应服从不挡光的最小距离，也不能只顾满足所需求的采光 面积而不考虑各排集热器间的
13、严重遮挡，影响节能效果，增大用户投资。 （2）根据太阳能集热器的使用季节设计集热器间距，如为夏季使用，太阳高度大，集热器间距可选得较小 也不会遮挡；如果是冬半年使用，一般要求冬至日上午 10 时后至下午 16 时前后排集热器不受遮挡，即保证 有 6 小时的太阳辐射。 （3）根据不同地区的经维度，计算出该地区不同时刻太阳高度角、方位角，以确定最佳安装间距。 6 6）新型碟式集热器的能量与热声发电机的传导（输送）方式；）新型碟式集热器的能量与热声发电机的传导（输送）方式； 7 7）如设置溶盐蓄热罐，新型碟式集热器的能量与溶盐蓄热罐的传导（输送）方式。）如设置溶盐蓄热罐，新型碟式集热器的能量与溶盐蓄
14、热罐的传导（输送）方式。 热声发电机的详细原理，包括： 热-机械能-电的转换原理，及热量（能量）的转化效率的计算依据（如有实验值更好） ； 热声发电机配置在何处？如与新型碟式集热器距离较远，对管路的要求是什么（管径、材料、长度极限值）？ 以及管路的距离与能量的损耗之间的关系。 发电机发出电能的形式为何（AC/DC、电压等级、电压频率、相数） ，发电机是否会因辐射强度的变化引起相 应的电能质量的变化？如会，如何解决？ 多台热声发电机的并联方式？ 溶盐蓄热罐的相应参数，包括： 溶盐蓄热罐中的采用的介质； 该介质的热参数、与之对应的蓄热量； 该介质蓄热、放热效率的计算依据； 溶盐蓄热罐配置在何处？与
15、热声发电机或型碟式集热器数量（容量）的配置关系？（一个热罐配几台上述设 备？） 对管路的要求是什么（管径、材料、长度极限值）？以及管路的距离与能量的损耗之间的关系。 控制/整流电箱该设备是否有贵方生产制造？如不是，与热声发电机对应的参数的该设备，是否为标准化产品？如需定制， 贵方是否已经联系相关厂家完成相应设备的研发、制造？并与热声发电机相配套； 该设备的容量请提供，与之相连接的热声发电机为几套（台）？ 直流母线/变流器 该设备是否有贵方生产制造？如不是，与控制/整流电箱对应的参数的该设备，是否为标准化产品？如需定 制，贵方是否已经联系相关厂家完成相应设备的研发、制造？并与热声发电机相配套； 该设备的容量请提供，与之相连接的控制/整流电箱为几套（台）？云南省电力设计院 发电部新能源设计研究所 陈祥 Tel：0871-5117495 Fax：0871-5
