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基于CoSO4的Ag纳米流体作为混合光伏/热应用光谱分束器的研究
摘要： 纳米流体可作为高效光谱分束器以提升混合光伏/热（PV/T）系统性能。本研究创新性地开发了基于硫酸钴的银纳米流体，该流体或可作为硅聚光（CPV）太阳能电池混合PV/T系统的流体光学滤波器。首先制备了不同浓度的高分散性银/硫酸钴纳米流体，所测光学透射率结果表明：相较于水基纳米流体，银/硫酸钴纳米流体在更宽光谱范围内具有强吸收特性。随后探讨了银纳米流体滤波器对硅CPV电池电性能的影响——相同银纳米颗粒质量分数下，银/硫酸钴纳米流体产生的短路电流及电能输出均低于银/水纳米流体，但其滞止温度更高。通过引入优化纳米流体滤波器光学特性并确定优值函数（MF）的理论模型，评估了银/硫酸钴纳米流体在PV/T系统中的过滤性能。结果显示：采用银/硫酸钴-2纳米流体滤波器的PV/T系统MF值，同时高于典型银-二氧化硅（核壳结构）/水纳米流体滤波器与银/水纳米流体滤波器；当银/硫酸钴纳米流体中银纳米颗粒质量分数介于24-57ppm时，其PV/T系统计算MF值趋近于恒定且高于1.371，其中银纳米颗粒质量分数为37ppm时达到峰值MF值。
关键词： 基于硫酸钴、光谱分束器、太阳能、硅聚光电池、纳米流体、光伏/热系统
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于改进型抛物槽式太阳能集热器和生物燃料发电机的新型双CHP型可再生能源电站的设计与建设
摘要： 本研究设计并构建了一套双混合系统，包含改进型抛物槽式太阳能集热器（CSP）与生物柴油发电机组。该系统利用CSP的热损失生产第一代和第三代生物燃料制成的生物柴油。为提升工作流体与CSP的传热效率，在1500至3500ppm浓度范围内通过添加纳米颗粒进行优化。结果表明：增大体积百分比可提高流体导热系数，使集热器出口温度升高，从而增强CSP效率并改善生物柴油酯交换反应器的性能。但最佳工作流体为水基CuO纳米流体（效率达66.42%，温升速率1311.1°C/分钟）。针对不同出口温度，采用菜籽油开展了多项制燃料实验，结果显示60°C时获得最优效率（74.54%）与最低成品成本（69美分）。随后在该温度下以小球藻油制取生物柴油，效率达81.4%，总生产成本为143美分。
关键词： 纳米流体、温度控制、酯交换反应、抛物面槽式太阳能集热器、生物柴油
更新于2025-09-10 09:29:36
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抛物线槽式太阳能集热器的替代设计方案
摘要： 抛物槽式集热器（PTC）是全球应用最成熟的太阳能聚光技术。传统抛物槽式集热器广泛应用于中高温领域，但现有大量研究致力于探索替代设计方案。研究不同PTC构型的动因包括提升热效率、降低制造成本及开发更紧凑的结构。本文综述旨在总结现有PTC替代设计方案，并展望该领域未来发展趋势。研究内容涵盖光学与热力改进方案，以及聚光热光伏集热器的应用。光学改进包括采用二次聚光器、固定式聚光器及实现均匀热流的策略；热力改进涉及纳米流体应用、湍流增强器，以及采用带隔热层、双层涂层和辐射屏蔽的热改性接收器。聚光热光伏系统通过平面或三角接收器配合适当替代设计，可在低温或中温工况运行。研究发现存在诸多兼具更高热性能与更低成本的PTC优化方案。本研究成果可为线性抛物面聚光技术的未来发展方向提供指导依据。
关键词： 纳米流体、太阳能、替代设计、二次反射器、抛物槽式集热器、热增强
更新于2025-09-09 09:28:46
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纳米流体能否在太阳能工程中实现商业应用
摘要： 能效概念一直是能源这一关键领域专家和分析师的主要关注点。由于地球化石燃料储量存在令人担忧的有限性，能源效率与资源消耗的生产率相对应。尽管近年来燃料价格大幅下降，但其在不久将来可用性的限制给各国政府带来了比以往任何时候都更倾向于可再生能源的压力。此外，没有人能真正预估未来几年全球经济市场会发生什么。 太阳能被认为是最可靠、最易获取且可不断再生的能源之一。这就是为什么目前已经开发并研究了各种技术，如光伏和热系统。除了源于设计和科技进步的改进外，纳米技术的出现也像在其他研究领域一样，给太阳能工程带来了重大进步。在太阳能领域有众多应用纳米技术的研究。例如，目前太阳能可用于供暖、制冷、发电、储能、交通、医疗等领域。 自纳米技术提出以来，太阳能工程师就努力提高太阳能系统的性能并实现更高的效率。对于太阳能集热系统而言，可以向吸收器表面或传热流体中添加纳米材料，从而提高系统的热性能和光学性能。纳米材料分类如下：有机类：富勒烯、纳米管、静电纺丝纳米纤维；无机类：金属、金属氧化物、量子点杂化物。 根据应用情况，纳米材料可与流体混合，这种混合体被称为纳米流体?；痪浠八担擅卓帕Ｔ谝禾逯械男∫罕皇游擅琢魈?。常见的基础液体有水、乙二醇和油，文献中用于分散在基础液体中的纳米颗粒包括碳纳米管、氧化铝、二氧化钛、银、铜、石墨等。纳米流体可通过机械法（一步法或两步法）或化学方法制备[1]。合成是制备纳米流体的主要过程。 另一方面，纳米材料与相变材料（PCMs）的结合被称为纳米复合材料。每种纳米流体或纳米复合材料都具有特殊性能。例如，纳米流体更适用于发电用太阳能集热器，而纳米复合材料更适用于热存储项目，如提供不同气候下工业或家庭所需的热存储或冷存储。混合系统充分利用纳米材料的优势，实现同时发电和热存储。此外，使用相变材料可以增加系统在夜间或多云情况下的运行时间。 纳米流体相变材料（NPCMs）为研究人员开辟了一个新的研究领域。实际上，NPCM是一种添加了会改变相态的纳米颗粒的液体，以提高该流体的热性能。尽管世界各地进行的理论和实验研究都证明，纳米流体的应用会提高太阳能系统的光学和热物理（传导和对流）性能，但纳米流体的应用仅限于非商业项目[2]。 有两个主要原因阻碍了纳米流体在太阳能发电或太阳能热存储方面应用的商业化目标。首先，众多研究人员取得的显著成果在一些情况下显示出不一致性，因此结果的不确定性可能需要更详细的研究来克服一些模糊之处。其次，很明显纳米流体的光学和热性能会比基础流体有所提高，但其应用问题，包括耐用性、沉降、团聚、粘度问题、一些设计复杂性和运行成本尚未得到确切和充分的研究。因此，要获得确切、清晰和统一的结果，以实现纳米流体在太阳能工程应用中的顺利商业化，似乎还有很长的路要走。
关键词： 纳米技术、蓄热、太阳能、纳米流体、太阳能工程
更新于2025-09-09 09:28:46