太陽能接收器之分析研究

Abstract

近年來致力於綠色能源的發展，加上台灣處於亞熱地區，日照充足，太陽能為最具潛力的一項再生能源，聚光型太陽能集熱器就是其中重要的一項，其中又以碟式∕引擎效率最佳。文獻利用MCRT模擬接收器腔型的熱通量分布，因此本研究採用有限元素分析軟體ANSYS針對碟式∕引擎的接收器進行穩態熱分析耦合靜態結構分析來模擬不同條件下的接收器，模擬過程中需考慮到接收器的材料－不鏽鋼與銅最高的承受溫度及降伏強度。 將每個腔型使用不同的熱通量進行模擬分析，熱通量的分布則依文獻中的分析結果給予，而接收器的聚熱係數是平均接收熱通量對太陽熱通量的比值，影響聚熱係數的因素為碟盤大小，碟盤愈大聚熱係數愈大。利用改變接收器的幾何大小，來比較其溫度分布與溫差，發現接收器尺寸較小其溫度分布較均勻。接著選定幾何尺寸較小的接收器，使用不同的聚熱係數以及設定不同的操作溫度來比較接收器整體的溫度與應力，聚熱係數與操作溫度愈大，溫差與應力亦愈大。不鏽鋼會比銅更適合作為接收器的材料，因為不鏽鋼可承受的溫度較高，能達到熱機所需要的溫度。為了能有效地將接收到的熱能傳至發電機或引擎，在接收器上方加入凹槽，比較接收器與凹槽接收器的整體差別，有凹槽的接收器溫度分布較均勻，且兩者應力差距不大。最後比較通量與溫度分布，發現通量分布影響溫度分布進而影響應力大小。

Date of Award	2015 Jul 13
Original language	Chinese
Supervisor	Wen-Bin Young (Supervisor)