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何雅玲教授团队15载研究成果:太阳能光热发电原理、技术及数值分析

日期:2023-06-20 来源: 作者:

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能源短缺和环境问题是全世界都关注的话题,关于全球经济社会发展的重大瓶颈,直接影响人类的生存与发展。开发利用可再生资源是世界能源发展的必然选择。可再生能源虽然有发展但是可再生能源在一次能源和发电量中的占比依然较低。为推动能源结构转型、解决环境问题,目前世界各国都在调整其能源发展战略,积极推动以太阳能为代表的可再生能源的开发和利用。

作者简介

何雅玲教授

中国科学院院士、西安交通大学教授。

出生于1963年9月生于陕西省西安市,工程热物理专家,中国科学院院士,西安交通大学教授、博士生导师 ,热流科学与工程教育部重点实验室主任 。

何雅玲长期从事能源的高效利用及节能理论与新方法、强化传热新技术(含电子器件冷却)、太阳能高效综合利用、储能科学与新技术、制冷与空调技术、航天航空中的热流科学问题等方面的研究,研究成果在航天、能源和化工等领域得到广泛应用。发表SCI学术论文600余篇,中英文著作和教材12部(含合著),获授权发明专利70余项,软件著作权30余项。她是工程领域ISI高被引学者前1%,连续入选“全球高被引科学家”及中国高被引学者等,带领的团队获国家自然科学基金委创新团队。

《太阳能光热发电原理、技术及数值分析》共8章,并按照光能-热能-机械能-电能转换过程顺序展开。第1章介绍了我国太阳能资源以及太阳能利用的主要途径,重点对太阳能光热发电四种技术路线的工作原理、技术发展历程等做了详细介绍。第2章介绍了太阳辐射与太阳能聚光器设计原理;第3章介绍了蒙特卡罗光线追迹法在聚光器光学性能分析中的应用,在此基础上,分析并优化了多种典型聚光器的聚光性能;第4章介绍了所提出的蒙特卡罗方法和有限容积法相耦合的太阳能吸热器换热模拟方法,详细介绍了基于此开展的几种典型吸热器的耦合建模过程,并提出了多种吸热器光热转换性能提高的途径和方法;第5章发展了面向工程应用的吸热器光-热-力耦合特性的快速预测模型,对典型吸热器的光-热-力耦合特性进行了详细的分析研究,并给出几种吸热器性能优化的方法;第6章详细介绍了典型的固体显热储热器、壳管式相变储热器和填充床相变储热器的工作原理、数值建模过程,并对其性能进行了深入分析讨论;第7章以塔式太阳能集热与新型超临界二氧化碳动力循环耦合系统为例,介绍了太阳能光热发电系统光-热-功一体化整体系统建模方法、多参数多目标协同优化方法以及综合性能评价体系;第8章对太阳能光热发电技术的未来发展做了展望和预测。

本书既包含比较完整的基础理论知识、数值建模和分析方法,也包含典型的工程应用,对目前广泛采用的太阳能光热发电系统中各种型式的主要部件及热发电方式分别进行了研究和总结,有利于读者对不同型式部件的机理、效率、应用等方面进行深入了解和比较。希望给学习和从事太阳能光热发电技术的研究人员和工程技术人员提供可资借鉴的研究方法和技术参考。

引导读者进一步阅读,书中有六个章节都有关于章节内容的提问与思考。

书末还附有供读者查阅的详细资料目录,以及考虑到读者学习过程中的需要,公布了作者编写的三个程序代码,以便帮助学习者更快速地上手。

精彩内容

面向工程应用的吸热器光-热-力耦合特性预测分析

章节小结:(基于前期发展的蒙特卡罗光线追击方法和复合传热分析(MCRT-CHTA)的吸热器光热-力耦合模型为基础,介绍了该模型的具体建模方法和分析应用实例,给出了吸热器热应力失效的评估准则和抑制方法。)介绍光-热-力耦合模型、吸热器疲劳失效预测图、腐蚀条件下的吸热器热应力失效评估准则以及相关研究结果可为吸热器结构优化和安全设计提供思路、分析工具和参考。

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