附錄

針對(duì)SEGS電站，各國(guó)研究者及相應(yīng)企業(yè)已經(jīng)有大量的實(shí)驗(yàn)及模擬。根據(jù)側(cè)重點(diǎn)的不同，主要分為兩大類(lèi)：①解析方法，對(duì)集熱器、吸收管進(jìn)行光學(xué)和熱學(xué)分析，分析其熱量傳遞規(guī)律，主要用于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以提高設(shè)備性能；②半經(jīng)驗(yàn)算法，通常根據(jù)對(duì)現(xiàn)有示范或者商業(yè)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)或多次試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，最后得出精確度較高的擬合。［12，39-41］

太陽(yáng)傾斜角［39］

式中：n為1年中的1天，范圍為1～365，對(duì)應(yīng)于1月1日至12月31日；δ為太陽(yáng)赤緯角，范圍-23.45°～23.45°。

太陽(yáng)的位置依賴(lài)于時(shí)角，即太陽(yáng)相對(duì)于當(dāng)?shù)卣绲慕嵌绕睢Ｔ谡缥恢脰|方時(shí)角為負(fù)（上午），西邊為正（下午）。

式中：TSol為太陽(yáng)時(shí)，h；ω為時(shí)角，范圍-180°～180°。

式中：E為時(shí)間方程，min；Tst為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，h；DST為夏令時(shí)調(diào)整（對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，采用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，DST=0h；Lonst為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間所在處經(jīng)度，（°）　；Lonloc為集熱場(chǎng)所在處經(jīng)度，（°）。

天頂角與偏角及時(shí)角的關(guān)系為

式中：θz為天頂角，范圍0°～90°。

一旦偏角，時(shí)角及天頂角已經(jīng)知道，就可以根據(jù)這三者計(jì)算出入射角，對(duì)于一個(gè)有南北軸跟蹤太陽(yáng)東西方向的集熱器來(lái)說(shuō)，其入射角θ　（°）為

除了由于入射角直接引起的損失，還有許多與入射角相關(guān)的損失。這些損失主要是由于當(dāng)入射角增大時(shí)引起的額外的反射和玻璃外殼的吸收。所以用入射角修正系數(shù)來(lái)考慮這些反射及吸收損失，即

式中：K為入射角修正系數(shù)。

在入射角不為0°的時(shí)候，吸熱管上有一段距離沒(méi)有被反射鏡反射的光照射到，這個(gè)損失稱(chēng)作末端損失，損失系數(shù)為M，即

式中：Lfocus為焦點(diǎn)距離，m；LSCA為太陽(yáng)能集熱器陣列長(zhǎng)度，m。

在早　上與晚上，平行的集熱器列之間容易形成陰影從而產(chǎn)生遮擋損失。這個(gè)損失被考慮在陰影損失系數(shù)S上。

式中：WAP為孔徑，m；Lspace為兩列集熱器之間的距離，m。

太陽(yáng)能損失還可以是由集熱器鏡面、玻璃外殼及吸收管材料表面性質(zhì)及缺陷所引起。入射光可能會(huì)被鏡面上的灰塵吸收或者散射，由鏡面缺陷引起錯(cuò)誤反射以及跟蹤缺陷。玻璃外殼的透射率、吸收器上的選擇圖層的吸收性以及其他表面性質(zhì)也會(huì)對(duì)最終有效太陽(yáng)能吸收造成影響。

由集熱器陣列引起的損失效應(yīng)系數(shù)為

式中：εtrack為扭曲及跟蹤錯(cuò)誤因子；εgeo為集熱器幾何精度因子；εref為鏡面反射率；εel為鏡面潔凈度因子。

由集熱器元件引起的效率因素為

式中：τenv為玻璃外殼的透射率；αcoat為吸收體選擇涂層的吸收率；εdust為由原件上灰塵引起的損失因子；εshad為由集熱器原件密封件引起的末端遮擋損失因子；εmisc為其余各種因素引起的損失因子。

集熱器光學(xué)參數(shù)及參考值見(jiàn)附表1。

單位孔徑面積上太陽(yáng)能集熱器能吸收到的能量為

式中：qabs為單位孔徑面積上太陽(yáng)能集熱器能吸收到的能量，W/m 2。

傳熱介質(zhì)在吸收管內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程中還會(huì)由于熱輻射及熱對(duì)流、管道粗糙等原因產(chǎn)生損失，這些損失會(huì)導(dǎo)致可利用的太陽(yáng)能降低。

為了減少計(jì)算量，太陽(yáng)能場(chǎng)熱量損失的線(xiàn)性擬合

式中：　To為集熱場(chǎng)出口溫度，℃；Ti為集熱場(chǎng)進(jìn)口溫度，℃。

對(duì)于環(huán)形管內(nèi)真空的接收管，其參數(shù)參考值見(jiàn)附表2。若需要考慮其他狀況，可以在文獻(xiàn)中找到相應(yīng)的參考值。［45］

由回路管道引起的損失經(jīng)驗(yàn)表示為單位太陽(yáng)能場(chǎng)孔面積的管道熱量損失

傳熱管熱量及溫升

式中：ηnet為集熱場(chǎng)效率；qnet為單位孔徑面積上凈集熱量，W/m2；DNI為太陽(yáng)直射輻照度，W/m2 。

式中：NSCA為陣列數(shù)；Lloop為回路長(zhǎng)度，m。

式中：Sloop為回路孔徑面積，m2 。

式中：Qnet為集熱場(chǎng)凈集熱量，W。

式中：Δh為太陽(yáng)能場(chǎng)進(jìn)出口傳熱介質(zhì)焓差，kJ/kg；ρi為太陽(yáng)能場(chǎng)進(jìn)口傳熱介質(zhì)密度，kg/m3；Vi為太陽(yáng)能場(chǎng)進(jìn)口傳熱介質(zhì)體積流量，m3/s；ho為太陽(yáng)能場(chǎng)傳熱介質(zhì)出口焓，kJ/kg；hi為太陽(yáng)能場(chǎng)傳熱介質(zhì)進(jìn)口焓，kJ/kg。

關(guān)于傳熱介質(zhì)TherminolVP1的熱物性參數(shù)可以在文獻(xiàn)［43］中進(jìn)行查詢(xún)。