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    组件 116:太阳能场
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    组件 116:太阳能场


    规格

    管道连接 

    1

    流体进口

    2

    流体出口

    3

    限值进口

    4

    逻辑出口

     

    通用       用户输入值       物理应用       特征曲线       显示       示例

     

    通用

    太阳场模型可用于模拟整个太阳场的性能。场的大小由集热器的数量 NCOLL 和集热器模型的数据决定。计算方法与集热器组件 113 中的计算方法几乎相同。额外的项可用于描述场内的过程种类以及相互连接和集管的热损失。与集热器组件相比,这里不提供基于压力损失的计算,因为压力损失在很大程度上取决于现场的详细布局,这最终是一个经济指标。用户可以将集热器器组件 113 与集管组件 114 和 115 结合起来使用,以确定特定领域的设计压力损失。

    与组件 113(槽式聚焦太阳能集热器)的情况一样,对计算热损失的多项式进行了扩展,并且还增加了一个 QEFF 的逻辑出口。


     

    用户输入值

    过程参数

    FPROC

    工艺类型

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 感应式(液体或气体)

    =1: 预热和蒸发

    =2: 预热、蒸发和过热

    FSPEC

    计算方法

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 预先定义质量流量,计算出口状态

    =1: 预先定义出口状态,计算所需质量流量

    几何参数

    COLSET

    采集器组负荷

    FTYPE

    采集器类型

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 抛物线槽

    =1: 线性菲涅尔

    LENGTH

    采集器模块的总长度

    AWIDTH

    采集器模块的总孔径宽度

    NRATIO

    有效反射面积与集热器总面积之比,由 LENGTH * AWIDTH 给出

    LFOCAL

    集热器的焦距(抛物线槽) / 吸收器管在镜面上的高度(线性菲涅尔)(用于计算内损耗)

    ROWDIST

    两排平行集热器的轴线距离(用于遮阳计算)

    CDIST

    两个串联的集热器之间的距离

     (用于计算终端收益,如果 FELOSS = 2...4)

    CAZIM

    采集器方位角:收集器正轴的方向。朝北 = 0°,朝东为正
    (用于计算入射角和横向角,如果 FSPHI = 2)

    CSLOP

    采集器轴线斜度:采集器轴线与水平面之间的角度(如果 FSPHI = 2,用于计算入射角和横向角)

    NCOLL

    场内集热器单元的数量

    FMODE

    计算模式的标志

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =  0: 全局

    =  1: 局部非设计(即总是非设计模式,即使在全局进行了设计计算)

    = -1: 局部设计

    压力损失参数

    DP12N

    标称压力损失

    FDP12PL

    部分负荷压力损失的计算方法

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 取决于质量流量

    =1: 取决于质量和体积流量

    =2: 标称值不变(根据 FDP12N 计算)

    =3: 基于模型的计算

    =4: 适配函数 EDP12PL

     

    指数值选择与组件 113 (太阳能集热器)一致

    DPSHN

    过热器的标称压力损失(仅当 FPROCC = 2 时)

    EDP12PL

    对于 FDP12PL = 4 的适配函数,部分负荷压降与标称压降的关系。

     

    性能参数

    FOPT0

    峰值光学效率(与净孔径面积 LENGTH * AWIDTH * NRATIO 相关)

    CLEANI

    镜面的清洁度为实际反射率与 FOPT0 假设的标称反射率之比(标准值为 1,表示镜面清洁)

    AVAIL

    当前场的可用性

    CORSHAD

    调整遮阳模型结果的系数(1 = 不校正模型)

    FELOSS

    计算光学末端损失和末端增益的方法

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 不考虑光学末端损失(也不考虑末端增益)

    =1: 根据模型和调节系数 CORELOS 考虑末端损耗

    =4: 根据模型考虑集热器两侧的末端损失和末端增益并且使用调整系数 CORELOS 和 COREGAI (选择指数 4 以保持与组件 113 一致)

    CORELOS

    调整由末端损耗模型计算的光末端损耗的系数(1 = 不修正模型)

    COREGAI

    调整从末端增益模型计算的光末端增益的系数(1 = 不修正模型)

    FWIND

    调整风影响的系数(1 = 无修正)

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 由系数 CORWIND 给定

    =1: 适配函数 EWIND

    CORWIND

    描述风对光学性能影响的系数(1 = 无影响或受 EWIND 影响)

    EWIND

    对于 FWIND = 1,风影响适配函数:结果:0..., 默认 0.  

    XEVAP

    蒸发器出口处的蒸汽份额(如果选择 FPRC = 2,则用于接收器热损失计算)

    FPIPELOSS

    互连管道和集管的热损失模型

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 由参数 PIPELOSS 定义的恒定值

    =1: 取决于温度(标称状态由参数 PIPELOSS 给定)

    =2: 由适配函数 EPIPELOSS 定义

    PIPELOSS

    除接收器外,所有太阳能场管道的标称热损失(指净孔径面积)

    EPIPELOSS

    对于 FPIPELOSS = 2 的管道热损失的适配函数。结果:W/m**2

    功率限制

    如果在 FLIMITS(= 0)中选择按规格值定义,则使用功率限制的规格值。否则(FLIMITS = 1),相应的值从管道 3 读取。

    FLIMIT

    限制功率的方法

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 预设聚焦状态(FOCUS)

    =1: 质量流量的限制(M2MIN, M2MAX)--仅在选择质量流量计算时使用(FSPEC = 1)

    =2: 热功率限制 (QMAX) - 仅在选择质量流量计算时使用 (FSPEC = 1)

    =3: 出口温度的限制(T2MAX)--仅在选择出口状态计算时使用(FSPEC = 0)

    =4: 出口比焓的限制(H2MAX)-仅在选择出口状态计算时使用(FSPEC = 0)

    =5: 出口蒸汽份额的限制(X2MAX)--仅在选择出口状态计算(FSPEC = 0)与蒸发过程(FPRC = 1)相结合时使用

    FLIMITS

    定义限值的方法

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 限值由一个规格值定义。根据 FLIMIT 的选择,为 FOCUS、M2MAX、QMAX、T2MAX、H2MAX 或 X2MAX

    =1: 限值是由端口 3 的逻辑线定义的。FLIMIT 的选择决定了哪种属性被使用:

    • 在"限制质量流量"的情况下,使用逻辑线的质量流量属性

    • 在所有其它情况下,使用逻辑线的焓属性。在这种情况下,可以将所要求的测量值类型(根据 FLIMIT)放在逻辑线上。这是可行的,因为 EBSILONProfessional  在逻辑管线上使用了热流、温度和蒸汽含量的定义,这些属性的值等于焓值。

    FOCUS

    采集器的聚焦状态(0 = 不聚焦,1 = 聚焦,线性介于两者之间,在 FLIMIT = 0 时使用)

    M2MIN

    最小质量流量(在 FSPEC = 1 和 FLIMIT = 1 时使用)

    M2MAX

    最大质量流量(在 FSPEC = 1 和 FLIMIT = 1 时使用)

    QMAX

    场的最大热功率(在 FSPEC = 1 和 FLIMIT = 2 时使用)

    T2MAX

    最大出口温度(在 FSPEC = 0 和 FLIMIT = 3 以及 FPROC = 0 / 2 时使用)

    H2MAX

    最大出口比焓(在 FSPEC = 0 和 FLIMIT = 4 时使用)

    X2MAX

    最大出口蒸汽份额(在 FSPEC = 0,FLIMIT = 3,FPROC = 1时使用)

     

    环境与辐照度参数

    FSPHI

    入射角和横向角的定义    

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 由参数 PHIINC 和 PHITRAN 给定

    =1: 入射角和横向角取自通过带指数 ISUN 的上级太阳组件计算

    =2: 根据集热器方向(由参数 CAZIM 和 CSLOP 给定)和太阳位置计算出的入射角和横向角,太阳位置从上级太阳组件的 ISUN 指数获得。

    PHIINC

    入射角度预设(如果 FSPHI = 0,则使用此值)

    PHITRAN

    横向角度预设(如果 FSPHI = 0,则使用此值)

    FSDNI

    直接法线辐照度的定义

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 由参数 DNI 给定

    =1: 取自指数为 ISUN 的上级太阳组件

    DNI

    直接法线辐照度(如果 FSDNI = 0,则使用此值)

    FSTAMB

    环境温度的定义

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 由参数 TAMB 给定

    =1: 从带有指数 ISUN 的上级太阳组件中获取

    TAMB

    环境温度(如果 FSAMB = 0,则使用此值)

    FSWIND

    风速和风向的定义

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 由参数 VWIND 和 AWIND 给定

    =1: 取自带指数 ISUN 的上级太阳组件

    VWIND

    风速(> 0,如果 FSWIND = 0,则使用此值)

    AWIND

    风向(从南到北 = 0°,东向为正,数值范围为 0...360°,如果 FSWIND = 0 则使用此值)

    ISUN

    参考太阳数据组件的指数(组件 117)

     

    入射角度校正

    FIAM

    入射角校正的计算方法

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 标准多项式

    =1: EPHIINC 和 EPHITRAN 中定义的适配函数

    =2: CIAMINC 和 CIAMTRAN 给出的基于表格的数值

    IAMLA

    标准表达式的系数(纵向)

    IAML0

    标准表达式的系数(纵向)

    IAML1

    标准表达式的系数(纵向)

    IAML2

    标准表达式的系数(纵向)

    IAML3

    标准表达式的系数(纵向)

    IAML4

    标准表达式的系数(纵向)

    IAML5

    标准表达式的系数(纵向)

    IAMLCOS

    标准表达式的系数(纵向)

    IAMT0

    标准表达式的系数(横向)

    IAMT1

    标准表达式的系数(横向)

    IAMT2

    标准表达式的系数(横向)

    IAMT3

    标准表达式的系数(横向)

    IAMT4

    标准表达式的系数(横向)

    IAMT5

    标准表达式的系数(横向)

    IAMTCOS

    标准表达式的系数(横向)

    EPHIINC

    FIAM = 1 时,入射角的适配函数。结果:0...90°

    EPHITRAN

    FIAM = 1 时,横向角度适配函数。结果:0...90° 或 270°...360°

     

    热损失参数

    FQLOSS

    热损失的计算方法

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 标准多项式

    =1: EQLOSS 中定义的适配函数

    =2: QLOSSA 和 QLOSSB 给出的基于表格的数值

    QLOSSA0

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的常数项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSA1

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的线性项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSA2

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的 ^2 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSA3

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的 ^3 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSA4

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的 ^4 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSB0

    热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(dT 中的常数项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSB1

    热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(dT 中的线性项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSB2

    热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(dT 中的 ^2 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSC1

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的线性项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSC2

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的 ^2 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSC3

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的 ^3 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSC4

    热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的 ^4 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSD1

    热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(T 中的线性项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    QLOSSD2

    热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(T 中的 ^2 项)
    (对于 FQLOSS = 0)

    EQLOSS

    对于 FQLOSS = 1  接收器热损失的适配函数。结果:[W/m]

     

    标称参数

    M1N      

    质量流量(标称)

    VREFN  

    参考点的比容(标称)

    T1N         

    进口温度(标称)

    T2N         

    出口温度(标称)

    标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中,实际的非设计值参考这些量。

    一般来说,所有的输入需要可见。通常会提供默认值。

    更多关于输入域的颜色和描述的信息,请参见编辑组件\规格值。

    关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息,请参见通用\接受标称值。 

     

    结果值

    RDNI

    用于计算的直接法线辐照度

    RSHEIGHT

    用于计算的太阳高度角

    RSAZIM

    用于计算的太阳方位角

    RPHIINC

    用于计算的入射角

    RPHITRAN

    用于计算的横向角度

    ETAOPT

    光学效率 RFOCUS * QSOLAR / (DNI * ANET)

    ETATHERM

    热效率 QEFF / RFOCUS * QSOLAR

    ETAFIELD

    场效率 ETAOPT * ETATHERM

    QSOLAR

    吸收器上的太阳能

    QLOSS

    吸收器的热损失

    QPIPE

    场内管道的热损失

    QEFF

    流体吸收的热量

    QAVAIL

    可用的热量输入

    RFOCUS

    用于计算的聚焦状态

    AGROSS

    总孔径面积

    ANETCOLL

    一个集热器的净孔径面积

    ANET

    总净孔径面积

    QASOLAR

    特定面积的太阳能热量 QSOLAR / ANET

    QALOSS

    特定面积的接收器热量损失 QLOSS / ANET

    QAPIPE

    特定面积的管道损失 QPIPE / ANET

    QAEFF

    特定面积的有效热量 QEFF / ANET

    QLSOLAR

    特定长度的太阳能热量 QSOLAR / (LENGTH * NCOLL)

    QLLOSS

    特定长度的接收器热量损失 QLOSS / (LENGTH * NCOLL)

    QLPIPE

    特定长度的管道损失 QPIPE / (LENGTH * NCOLL)

    QLEFF

    特定长度的有效热量 QEFF / (LENGTH * NCOLL)

    KIA

    入射角修改器

    KIAINC

    入射角修改器(纵向部分)

    KIATRAN

    入射角修改器(横向部分)

    ETASHAD

    遮光效率

    ETAENDL

    终端损失效率

    ETASPILL

    溢出效率

    DP12

    收集器上的压力损失

    DPSH

    过热器压力损失

    RVWIND

    计算中使用的风速

    RAWIND

    计算中使用的风向

    RTAMB

    计算中使用的环境温度

    RPH

    预热份额

    REV

    预热份额

    RSH

    过热份额

     


    物理应用

    方程式

    计算方法

    用户必须在两种原理计算模式(FSPEC)中进行选择

     

    常规热平衡

    输入流体的热量由

    M1*(H2-H1) = QEFF .

    给出。该方程用于抛物槽和线性菲涅尔集热器场和所有类型的过程(显性或潜性/显性)。可用的热量输入 QAVAIL 取决于太阳能热量输入 QSOLAR 和接收器的热损失 QLOSS 以及场管道热损失 QPIPE

    QAVAIL = QSOLAR - QLOSS - QPIPE .

    由于消耗热量的容量有限,太阳能场往往不会利用所有可用的太阳能。部分太阳能场会出现失焦现象。因此,在太阳能场中产生的有效热量会因为偏焦的集热器损失而减少一部分。

    QEFF = QSOLAR * RFOCUS - QLOSS - QPIPE  

    其中 RFOCUS 是集热场的实际聚焦状态。该值由选定的功率限制方法 FLIMIT 决定,并在单独段落中描述。假设尽管场的部分领域没有被聚焦,热损失也是存在的。

    太阳能输入 QSOLAR 由以下公式决定

    QSOLAR = DNI * ANET * FOPT_0 * KIA * ETASHAD * ETAENDL * ETASPILL * ETA_CLEAN * AVAIL

    其中:

    DNI                              直接法线辐照度,单位:W/m**2

    ANET                           净孔径面积 ANET = NCOLL * LENGTH * AWIDTH * NRATIO

    FOPT_0                        峰值光学效率(参数 FOPT0)

    KIA                              入射角校正(已包括余弦损失)

    ETASHAD                    用于包括遮光损失的系数

    ETAENDL                    用于修正由模型确定的端部损失效应的系数

    ETASPILL                     用于包括由于风的影响造成的光学损失的系数

    ETA_CLEAN                用于包括由于风的影响造成的光学损失的系数

    AVAIL                         场的可用性

    与组件 113(槽式聚焦太阳能集热器)相比,该方程不包含 FOCUS 参数,因为聚焦影响在其他点定义。此外,应用了AVAIL。

    集热器对环境的热损失是根据特定长度的热损失 qloss 计算的

     QLOSS = qloss * LENGTH * NCOLL

    下一节中提供了计算这些项应用的方法。

     

    用户重要提示:

    收集器的性能取决于下面的乘积

    FOPT0 * LENGTH * AWIDTH * NRATIO .

    由于在文献中发现的性能数据没有一个明确的结构,请确保 FOPT0 总是与相应的参考区域一起使用。这可以是由 LENGTH * AWIDTH 算出的总面积,或由 NRATIO 系数减去的净面积。如果把毛面积作为参考值,NRATIO 应该等于 1 以得到正确的结果。

    对于线性菲涅尔系统,AWIDTH 被认为是集热器系统的宽度。由于是面状结构,NRATIO 被用来定义净孔径面积。制造商可以选择将净孔径面积定义为所有切面都看向天顶时的面积,或者定义为垂直照射时的投影面积。为了获得正确的结果,光圈面积的定义应该与峰值光学效率值和入射角校正值 KIA 一致。

    对于线性菲涅尔系统,由于这些系统的特殊光学原理,在垂直辐照度下可能无法达到峰值光学效率。用户可以选择两种定义参数的方式:

     

    太阳能输入:QSOLAR

    峰值光学效率 FOPT0 描述基于以下假设时,集热器的光学效率。

    对这个理想参考点的偏离可用减少可用热量的因数来描述。以下是对这些因数的说明。

     

    入射角校正: KIA (与组件 113 一样)

    在太阳非垂直入射的情况下,由于集热器结构元素的遮挡、反射太阳光的较长光路以及与角度有关的反射镜和吸收管的光学特征,会产生额外的损失。这些光学效应在入射角校正 KIA 中进行汇总。请注意,这个系数已经包括了抛物线槽式集热器的余弦损失,以使其与线性菲涅尔系统的方法相同。

    入射角度修正 KIA 的计算方法为

    对于抛物线槽系统,KIA = KIAINC(RPHIINC),

    对于线性菲涅尔系统,KIA = KIAINC(RPHIINC) * KIATRAN(RPHITRAN),
    (其中 RPHITRAN=abs(PHITRAN))

    用户有三个选项来指定 RPHIINC、RPHITRAN 以及 KIAINC 和 KIATRAN 之间的关系,这些选项由标志 FSPHI 来选择。

    抛物线槽的标准函数被定义为

    KIAINC = ( 1-IAMLA+IAMLA*cos(RPHIINC) ) * (IAMLCOS*cos(RPHIINC) + IAMLO + IAML1*RPHIINC + IAML2*RPHIINC**2 + IAML3*RPHIINC**3 + IAML4*RPHIINC**4 + IAML5*RPHIINC**5 )

    这个函数结构的选择可以代表通用文献中的常见公式。如果要描述基于多项式的入射角校正关系,而其中不包括入射角的余弦,则第一个括号内的项是必要的。

     

    对于线性菲涅尔系统,应用下列相关性。

    KIAINC = IAMLO + IAML1*RPHIINC + IAML2*RPHIINC**2 + IAML3*RPHIINC**3 + IAML4*RPHIINC**4 + IAML5*RPHIINC**5  

    KIATRAN = IAMTO + IAMT1*RPHITRAN + IAMT2*RPHITRAN**2 + IAMT3*RPHITRAN**3 + IAMT4*RPHITRAN**4 + IAMT5*RPHITRAN**5  

    在所有情况下,函数的结果都最小值被限制为 0。当使用适配函数或基于表格的方法时,一定要检查 RPHIINC、RPHITRAN 的单位(deg 或 rad)是否与指定的值相符。

     

    遮挡损失:ETASHAD(与组件 113 一样)

    如果太阳在地平线附近,平行的集热器行会相互遮挡。这种影响通过项 ETASHAD 来考虑,它是根据抛物面槽系统的轨道角(=横向角度)的几何关系来计算的。

    ETASHAD=1 - min(1, CORSHAD * max( 0,1- ROWDIST * cos(RPHITRAN) / AWIDTH ) )

    项 min(...)描述在不发生遮挡的情况下,可用能量的减少作为可用能量的份额占比。如果太阳在地平线以上,该项等于 0 且 ETASHAD 为 1。用户可以通过调整系数 CORSHAD 来调整基于模型的遮挡效果。

    上面的计算假设每个集热器行的两边都有一个相邻的行。在一个真实的太阳能场中,这在边界上是不真实的。因此,通过选择一个小于 1 的 CORSHAD 值,可以稍微减少遮阳损失。

     

    光学末端损失效应:ETAENDL(与组件 113 一样)

    在入射角 < > 0的情况下,集热器两端的部分反射太阳光没有击中吸收器管。这种效应被称为光端损失,它是入射角 RPHIINC 的函数。如果下一个集热器被安排在同一轴线上,那么一个集热器损失的太阳光可以击中下一个集热器的吸收管。因此,一部分损失的热量可以被重新获得。这种效应被称为光端增益。由于一个集热器可以在一侧或两侧有一个相应的相邻集热器,有效的末端增益取决于集热器在场里的位置。用户可以指定在采集器的哪一端可以获得末端增益。末端增益总是小于末端损失。标志 FELOSS 定义了处理末端效应的方式:

    末端损失效应 ETA_ELOS 是根据公式计算的

    ETA_ELOS =1

    - CORELOS * min(1, kel * LFOCAL/LENGTH * tan(RPHIINC) )

    + COREGAI * max( 0, keg*min(1, kel * LFOCAL/LENGTH * tan(RPHIINC) ) - CDIST/LENGTH )

     

    其中带 CORELOS 的项代表末端损失,带 COREGAI 的项代表末端收益。参数 CORELOS 和 COREGAI 是默认值为 1 的调节系数,它们对计算出的效果进行修正。kel 和 keg 的值是用来概括用户在标志 FELOSS 中的选择:

    对于基于FELOSS= 2,3 的计算,需要太阳位置参数(方位角 SAZIM)来确定相对于集热器的太阳位置。太阳位置必须由指数为 ISUN 的太阳模型提供。对于其它选项,计算终端损失时不需要太阳位置。

    如果 CORELOS 等于1,则在场内的每个集热器上都会产生终端收益。这对于数量无限小的集热器和所有的集热器沿一个单一轴线串联排列的情况来说是真实的。对于一个更真实的太阳能场,例如一排有四个集热器回路且四个集热器呈 U 型排列,只能在三个集热器中的两个获得末端增益。因此,用户应该指定 COREGAI = 0.5 。如果需要超出这个"太阳场布置"系数的额外修正,可以进一步减少 COREGAI。

     

    风对光学性能的影响:ETASPILL(与组件 113 一样)

    在风负荷下,集热器结构会变形,从而降低光学效率。这种影响用 ETASPILL 系数来表示。这里不包括溢出效应的模型或标准陈述,关于这种效应的数据十分稀少。用户有两种选择可能性:

     

    镜子的清洁度:ETA_CLEAN(与组件 113 一样)

    相对于理想的清洁状态,镜子的实际清洁度可以通过参数 CLEANI 来指定,这样的话 ETA_CLEAN = CLEANI。

     

    场的可用性:AVAIL(对组件 113 的补充)

    该系数旨在涵盖用户定义的场的可用性,这可能是由设备更新或长期退化造成的。

     

    接收器的热损失:QLOSS

    由于导热流体和环境空气之间的温度差,场的集热器会出现热损失。热损失被假定为只取决于温差。与集热器组件 113 相比,沿场的温差可能很大,温度曲线可能不是线性的(对于由 FPROC = 1 或 2 给出的蒸发过程)。因此,太阳场模型使用一些节点来评估接收器的热损失。节点的热损失是根据组件 113 中描述的方法计算的。在下面的章节中,将描述三种过程类型的计算方法。

    由于计算 QSOLAR 的方法稍有修改(附加项 AVAIL,对 FOCUS 的处理),所以调整了 r_opt 的公式。

    r_opt = KIA * RFOCUS * ETASHAD * ETAENDL * ETASPILL * ETA_CLEAN * AVAIL .

    为了涵盖所有的失焦情况(标志 FLIMIT),项 RFOCUS 被用来代替 FOCUS。

     

    可感过程(FPROC = 0)

    由于温度曲线几乎是线性的,热损失是在三个节点计算的:

    请注意,P1 和 H1 是进口处的管道值,T_1(带空格)是模型的内部变量。然后,热损失被计算为加权平均值

    QLOSS = NCOLL * LENGTH * ( 0.25*qloss(T_1)+0.5*qloss(T_2)+0.25*qloss(T_3) )  

    长度特定的热损失 qloss 通过在组件 113 中描述的方法之一得到。

     

    预热和蒸发(FPROC = 1)

    温度曲线由预热(PH)和蒸发(EV)两部分组成。根据进口条件、所选参数和环境条件,这两部分的比例可能不同。三个温度节点被用来计算热损失:

    然后,热损失被计算为一个加权平均值

    QLOSS / (NCOLL * LENGTH) = RPH*0.5*( qloss(T_1)+qloss(T_2) ) + REV*0.5*( qloss(T_2)+qloss(T_3) ) .

    两个分段的长度以及加权系数都是通过热平衡计算出来的,假设沿行的热损失不变

    RPH=( HS(P1) - H1 ) / ( H2 - H1)

    REV=( H2 - HS(P1) ) / ( H2 - H1) .

    FPROC = 1 的模型假定是单次通过的配置。如果考虑再循环,用户必须在太阳场周围增加相应的组件。

     

    预热、蒸发和过热(FPROC = 2)

    与 FPROC = 1 相比,增加了一个用于过热的额外分段。该段由两个额外的温度节点建模,节点列表为:

    与 FPROC = 1 不同,这个模型已包含了一个再循环。因此,进入场内的有效进口温度不仅取决于水的焓值 H1,而且还取决于场出口处定义为蒸汽份额 XEVAP 的再循环率。通过这些温度节点,热损失被计算为加权平均值

    QLOSS / (NCOLL * LENGTH) = RPH*0.5*( qloss(T_1)+qloss(T_2) )

    + REV*0.5*( qloss(T_2)+qloss(T_3) )

    + RSH*0.25*(qloss(T_3)+2*qloss(T_4)+qloss(T_5) ) .

     

    三个分段的长度以及加权系数是通过热平衡计算出来的,该热平衡假设沿行的热损失不变

    RPH=( HS(P1) - H1 ) / ( H2 - H1)

    REV=( HSS(P_SEP) - HS(P1) ) / ( H2 - H1)

    RSH=( H2 - HSS(P_SEP) ) / ( H2 - H1) .

     

    该公式使用了蒸发段和过热段之间相分离器的压力 P_SEP 以及沸水 HS 和冷凝蒸汽 HSS 的比焓。在 XEVAP 被用户定义为 0 时,模拟的是没有相分离器的单次通过配置。

     

    相互连接的管道和集管的热损失:QPIPE

    除了接收管的热损失外,两个集热器之间的管道和集管也会有热损失。准确计算这些热损失需要详细的管道布局,管道布局需综合考虑技术性和经济性。在 EBSILONProfessional 中,用户有三个选项可以通过标志 FPIPELOSS 来指定管道系统的热损失:

    请注意,热损失是以净光圈面积计算的。由于集管通常在热损失中占主导地位,因此在计算部分负荷时使用进口和出口温度 T1 和 T2。如果是带有再循环以及蒸发器与过热器之间附加集管的直接蒸汽发电站,计算实际部分负荷的方法可能略有不同。

     

    负荷限制 / 脱离聚焦:RFOCUS

    由于一天中和一年中有效太阳辐射的强烈变化,太阳能场的设计尺寸往往过大。在一年中的某些时间里,它们能够产生的热量超过了存储和动力模块所能需的热量。在这种情况下,部分集热器被移离聚焦区,以减少输入的功率。用户有几种可能通过标志 FLIMIT 来覆盖这种影响。

    如选择出口状态计算(FSPEC = 0),选项为

    如选择质量流量计算(FSPEC = 1)

    限值 FOCUS、T2MAX、H2MAX、X2MAX、M2MAX 和 QMAX 可以由规格值(FLIMITS = 0)或通过逻辑线"3"提供。

     

    结果场效率:ETAFIELD

    一些效率值对于评估场性能是很有用的。光效率被定义为可用的太阳辐射和经过光损失后的剩余辐射之间的比率

    ETAOPT = RFOCUS * QSOLAR / (DNI * ANET) .

    注意,这个效率与余弦校正的辐照度无关,以便能得到一个与其它类型技术(如太阳能塔系统)有可比性的定义。如果所有的修正项都等于 1,ETAOPT = FOPT0。热效率提供与可用能量相比的热损失信息。

    ETATHERM = QEFF / RFOCUS * QSOLAR .

    在没有热损失的情况下,热效率为 1。最后,总体效率由以下公式给出

    ETAFIELD = QEFF / (DNI * LENGTH * AWIDTH * NCOLL) = ETAOPT * ETATHERM .

     

    压力损失

    标称压力损失

    用户必须指定场的标称压力损失 DP12N。如果选择的是带过热的直接蒸汽发电设备(FPRC = 2),则必须定义过热器上的额外压力损失 DPSHN。这个压降被用来计算蒸发和过热段之间的压力 P_SEP = P2-DPSH。P_SEP 的额外压力节点用于更好地描述蒸发器中的接收器热损失,而它直接取决于那里的压力水平。

     

    部分负荷压力损失

    对于部分负荷压力损失的计算,用户有以下选择:

    选择的部分负荷行为同时适用于总压降 DP12 和过热器压降 DPSH。


    特征曲线

     

    CIAMINC: 入射角度修正器(纵向)

    修正系数 = f(PHIINC)

     

    CIAMTRAN: 入射角修正器(横向)

    修正系数 = f(PHITRAN)

     

    CQLOSSA: 热损失(dT)

    热损失 = f(dT)

     

    CQLOSSB: 热损失(dT)/ DNI

    热损失 = f(dT) / DNI

     

    组件显示

    显示选项 1

    示例

    点击 >> 组件 116 示例 << 加载示例。

     

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