基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析.pdf

王海等：基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析第2期收稿编号：2023.04.18.0005基金项目：肇庆市科技创新指导类项目(202004030205)；广东省科技创新战略专项资金项目（pdjh2023b0562）；肇庆学院校级大学生创新创业训练计划项目(X202210580118)作者简介：王海(1991-)，男，湖北黄冈人，肇庆学院机械与汽车工程学院讲师，博士.基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析王海1，李浩腾2，伍俊研1，谢沛烁1（1.肇庆学院 机械与汽车工程学院，广东 肇庆 526061；2.广东工业大学 材料与能源学院，广东 广州 510006）摘 要：为解决线性菲涅尔太阳能集热器中所存在的余弦损失、吸热器端部损失和辐射能流非均匀分布等以及由此带来的问题，本研究介绍了一种采用三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统，并建立了相应的光学模型.通过使用基于蒙特卡罗光线追迹法的TracePro光学软件和统计分析软件SPSS，对该模型进行数值模拟，研究了三角腔体吸收器参数对系统光学性能的影响.结果表明，系统光学效率因子和腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子受太阳时角的影响最显著，其次是太阳赤纬角和腔体吸收器内吸收表面吸收率.当太阳赤纬角为2327、腔体吸收器端部反射镜面反射率为0.85，并且太阳时角在0-60范围内变化时，腔体吸收器内吸收表面吸收率分别为0.75、0.85和1.00，对应的平均系统光学效率因子分别为0.782、0.814和0.855.该系统的光学性能良好，适宜应用在太阳能中温集热领域.关 键 词：菲涅尔；腔体吸收器；固定焦线；光学性能中图分类号：TK512文献标志码：A文章编号：1009-8445（2024）02-0069-09肇庆学院学报JOURNAL OF ZHAOQING UNIVERSITY第45卷 第2期2024年3月Vo1.45,No.2Mar.2024在工农业生产中往往需要温度达到100200C之间的高品质热能1.线性菲涅尔透镜因具有小型，轻质，廉价；加工方便，不易碎裂；光学透过率高；接收器位于透镜下侧，避免遮挡阳光，易安装固定等优点2,3，而引起人们的广泛关注.中温太阳能热利用在工农业领域具有广泛的应用前景，然而厂房一般位于人口密集区域导致用地成本高，且现有厂房屋顶、住宅屋顶的承载能力有限，大型线聚光太阳能集热系统的安装会增加地基加固工作量，不利于技术推广.因此，结构轻便，加工难度和成本较低，可安装于屋顶，便于维护的小型线性菲涅尔太阳能集热系统具有良好的发展空间.但注意到线性菲涅尔太阳能集热器中所存在的余弦损失、吸热器端部损失和非均匀辐射能流分布特性等以及由此带来的问题很大程度地决定着系统的集热性能并且严重影响系统（尤其是小型系统）的安全、高效运行4-5.全年的太阳赤纬角在23.45之间变化6.对于采用南北地轴式（极轴式）跟踪方式的线性菲涅尔太阳能集热器来说，最大余弦因子损失不会超过8%，因此，这种跟踪方式在小型线性菲涅尔太阳能系统中具有良好的可行性.同时，由于小型系统中吸热器较短，端部损失对系统光热性能影响不可忽略，成为系统需要解决的关键问题之一.目前，解决吸热器端部损失的主要方法有两种途径：一方面，可以通过增加吸收器（聚光器）长度或设置端部反射镜等措施来削弱或补偿端部损失.增加吸收器长度可以提高吸收面积，减少端部的能量损失.设置端部反射镜可以将漫反射的太阳辐射重新引导到吸收器，减少能量损失.另一方面，也可以通过可移动吸收器或可移动聚光器来进行跟踪补偿.这样，可以随着太阳位置的变化，调整吸收器或聚光器的位置，最大限度地减少端部损失.综上所述，解决吸热器端部损失是小型线性菲涅尔太阳能系统中需要重点关注和解决的问题，而增加吸收器长度、设置端部反射镜或采用可移动吸收器、可移动聚光器等方法都可以有效降低端部损失，提升系统光热性能.前者适合于中大规模的集热系统，后者对小型系统是可行的，但在系统运行肇庆学院学报第45卷过程中对于实时跟踪变化的线性聚光器而言，这种调节是不易实现的，会导致设备成本和系统能耗的增加，且吸热器的位移会带来高温高压管路的密封与连接问题.本研究提出了一种基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统，旨在解决小型线性菲涅尔太阳能系统中吸热器较短、端部损失对系统性能的影响的问题.该系统采用极轴式跟踪方式与定期滑移式聚光器调节方式相结合，以实现系统的固定焦线聚光.通过对不同太阳赤纬角、太阳时角、腔体吸收器内表面吸收率以及腔体吸收器端部反射镜面反射率等因素进行光学效率和能流密度分布的研究，分析这些变量对聚集系统光学性能参数的影响，从而降低端部损失，提高系统的光热性能.1物理模型和数值方法1.1 物理模型如下所示为小型菲涅尔定焦线聚集系统示意图（见图1）.其中几何参数包括线性菲涅尔透镜的镜长L、镜宽B以及焦距f，太阳赤纬角，太阳时角，当地纬度.线性菲涅尔透镜通过极轴式跟踪系统跟踪太阳位置将太阳光汇聚到位置固定的三角腔体吸收器.本研究中，考虑到试验地区地理纬度，设置极轴的水平倾斜角为2311.通过这样的设置，可以在不同赤纬角和时角下实现对太阳光的有效跟踪，从而提高系统的聚光效果.在大部分运行过程中，镜元平面法线与太阳光入射光线存在夹角，由于线性菲涅尔透镜连续沿着平行于地球自转轴方向的极轴旋转，在理想跟踪条件下太阳光入射角与当天太阳赤纬角相等，即cos=cos.因而线性菲涅尔透镜的聚光焦线会出现轴向偏移的情况，进而导致腔体吸收器无法最大限度地拦截汇聚光线.考虑到太阳赤纬角每天最大变化值不超过0.57，可通过定期滑移调节菲涅尔透镜位置使聚光焦线落在腔体吸收器内从而实现系统固定焦线聚光.1.2 光学模型建立基于广泛应用于太阳能光学领域的MCRT模型，本研究采用光学软件TracePro对采用三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统的光学性能进行分析.在进行系统光学性能参数研究之前，做出了一些假设.本研究在假定理想光学条件下进行，未考虑工程误差的影响，包括线性菲涅尔透镜的斜率误差、镜面误差、轮廓误差、腔体吸收器的安装定位误差以及系统跟踪误差等.三角腔体吸收器的几何形状和吸收、反射表面特性保持不变.为了建立小型菲涅尔定焦线聚集系统的模型，使用TracePro软件进行光学模拟，如图2（a）所示.光学模拟流程详见之前的工作8-10.在本研究中，应用带有端部反射平面的三角腔体吸收器进行小型菲涅尔定焦线聚集系统的光学性能研究，如图2（b）所示.腔体吸收器的反射平面采用涂有高反射率材料的反射镜，以解决系统端部损失的问题.符号Btr、Ltr和tr分别表示三角腔体吸收器的开口宽度、长度和顶角，具体数值见表1.图1 小型菲涅尔定焦线聚集系统示意图70王海等：基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析第2期1.3 光学性能分析对于该聚集系统，本研究通过分析光学效率以及三角腔体吸收器内吸收表面的能流密度分布情况.光热转换过程发生在三角腔体吸收器的内吸收表面，因此可以使用以下公式（1）计算系统的光学效率(opt)11：opt=QabsorberBLIdcos（1）式中，Qabsorber(W)表示腔体吸收器内吸收表面吸收的太阳辐射能量；Id（W/m2）表示太阳能直射辐射强度.为了客观地呈现镜元滑移式定期调节对小型菲涅尔定焦线聚集系统光学效率的影响，引入光学效率因子对系统在不同入射角情况下的光学效率进行比较分析，具体如式（2）所示：光学效率因子=Qabsorber，Qabsorber，0，0（2）式中，Qabsorber，(W)表示太阳赤纬角为、太阳时角为时腔体吸收器内吸收表面吸收的太阳辐射能量；Qabsorber，0，0(W)表示太阳赤纬角和太阳时角均为0时腔体吸收器内吸收表面吸收的太阳辐射能量.为了便于比较，引入均匀因子对腔体吸收器内吸收表面的能流密度分布情况进行客观评估，具体如式(3)所示10：均匀因子=1-qmax-qmeanqmax（3）式中，qmax（W/m2）表示三角腔体吸收器内吸收表面最大能流密度值；qmean（W/m2）表示三角腔体吸收器内吸收表面平均能流密度值.图2 小型菲涅尔定焦线聚集系统使用端部带有反射镜面的三角腔体吸收器的TracePro模拟情况表1 系统主要元件结构参数类型线性菲涅尔透镜三角腔体吸收器参数镜宽镜长焦距开口宽度长度顶角符号BLfBtrLtrtr值400 mm1500 mm650 mm80 mm1500 mm6071肇庆学院学报第45卷2结果与讨论本研究提出了一种基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线系统.通过对吸收器参数的研究，旨在提高系统光学效率并改善腔体内能流吸收的均匀性.同时，对吸收器参数的影响方式和影响程度进行了详细的分析.腔体吸收器参数包括腔体吸收器内吸收表面吸收率(ab)和腔体吸收器端部反射镜面反射率(pr)等.为了全面客观地展示上述参数对系统光学性能的影响，本研究在每一个案例中，将太阳赤纬角从0变化至2327，太阳时角从0变化至60，并将被研究的参数作为变量，而其他参数保持不变.2.1 吸收器内吸收表面吸收率的影响在本研究中，设置了吸收器端部反射镜面的反射率pr为0.85，并依次将腔体吸收器内吸收表面的吸收率ab设置为0.75、0.85和1.00，进行了光学模拟.图3所示为不同聚光入射角下基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线系统光学效率因子变化情况.由图3(a)到3(d)可知，光学效率因子基本在太阳时角030范围内缓慢降低，在太阳时角3060范围内急剧降低.这是由于随着太阳时角的增大，存在汇集太阳光经三角腔体吸收器内吸收面一次反射逃逸的现象，从太阳时角为30开始，经一次反射逃逸光线显著增加，导致光线效率因子急剧下降.不同吸收率对光学效率因子的影响呈现随着太阳时角增加而增大的趋势，尤其是在太阳时角3060范围内.这表明腔体吸收器内表面吸收率对光学效率因子具有显著影响，因为随着太阳时角的增加，一次反射逃逸光线的数量也增多.通过提高吸收率，可以有效降低逃逸光线一次反射逃逸光线的占比.值得注意的是，随着太阳赤纬角的增大且其他条件相同的情形下，不同吸收率之间的光学效率因子变化曲线间距随着太阳赤纬角的增加而减小.这是由于随着太阳赤纬角的增大，聚光焦线不仅沿轴线出现逐渐偏移，而且出现逐渐上移情况，即聚光焦线脱离腔体吸收器开口范围而汇聚在其上方不远处.上述情形导致腔体吸收器所拦截的是经一次汇聚后的太阳光线，其中部分经一次汇聚后的太阳光线因超出腔体吸收器开口范围而直接逃逸且逃逸太阳光线比例随着太阳赤纬角的增大而显著增大.在保持其他条件不变的情况下，提高腔体吸收器内吸收表面的吸收率可以显著提高系统光学效率因子.例如，当太阳赤纬角为 2327时，在太阳时角为 060范围内，腔体吸收器内吸收表面吸收率分别为0.75、0.85和1.00时，平均系统光学效率因子分别为 0.782、0.814 和 0.855.这表明吸收率对系统光学效率因子具有明显的影响.图4所示为不同聚光入射角下基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线系统均匀因子变化情况.由图4(a)到4(d)可知，均图3 不同聚光入射角下基于三角腔体吸收器的系统光学效率因子变化情况72王海等：基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析第2期匀因子在太阳时角030范围内下降较快，在太阳时角3060范围内下降趋势减缓.这是由于随着太阳时角的增大，汇集太阳光逐渐集中入射在三角腔体吸收器的内吸收面一侧，从太阳时角为30开始表现更为显著.除了图4(d)外，不同吸收率之间的均匀因子变化曲线间距随着太阳时角的增加而呈现先减小后增大的变化趋势，其中趋势转折基本发生在太阳时角为30.表明在太阳时角030范围内吸收率较低会增加太阳光线在腔体吸收器内表面反射次数从而提高能流密度分布均匀性，但随着太阳时角的继续增大导致汇集太阳光主要集中入射在三角腔体吸收器的内吸收面一侧，甚至直接逃逸.值得注意的是，随着太阳赤纬角的增大且其他条件相同的情形下，不同吸收率之间的均匀因子变化曲线间距基本随着太阳赤纬角的增加而减小.此外，相同条件下太阳赤纬角越大，均匀因子越大.这是由于随着太阳赤纬角的增大，聚光焦线脱离腔体吸收器开口范围而汇聚在其上方的位置越远，进而导致经一次汇聚后的太阳光线在经腔体吸收器拦截时分布较为分散.此外，在图4(c)和图4(d)中的出现不同吸收率下均匀因子曲线出现交错的现象且均发生在太阳时角变化的起始阶段，这可能是由于太阳赤纬角较大而引发的偏移太阳光线经端部反射镜再次反射后集中分布在端部吸热面导致能流密度分布均匀性下降，吸收率越大反而可降低上述影响.显然，考虑到太阳赤纬角在-23272327范围的变化，在不改变上述其他条件的情形下适当降低腔体吸收器内吸收表面的吸收率可有效提高内吸收表面能流密度分布均匀性.当太阳赤纬角为2327时，在太阳时角为060范围内腔体吸收器内吸收表面吸收率ab分别为0.75、0.85和1.00；平均腔体吸收器内吸收表面均匀因子分别为0.640、0.628和0.602.2.2 吸收器端部反射镜面反射率的影响设置腔体吸收器内吸收表面吸收率ab=0.85，光学模拟从端部反射镜面反射率pr分别为0.75、0.85和1.00时开展.图5所示为不同聚光入射角下基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线系统光学效率因子变化情况.由图5(a)到5d可知，光学效率因子基本在太阳时角030范围内缓慢降低甚至不变，在太阳时角3060范围内急剧降低.不同反射率之间的光学效率因子变化曲线基本重合.表明端部反射镜面反射率对光学效率因子基本无影响，在太阳时角变化过程中绝大部分汇聚太阳光线经内吸收表面一次吸收转化成热能.值得注意的是，随着太阳赤纬角的增大且其他条件相同的情形下，不同吸收率之间的光学效率因子变化曲线依旧基本重合.这表明尽管随着太阳赤纬角的增大，聚光焦线脱离腔体吸收器开口范围而汇聚在其上方不远处，且逐渐远离，但是由于腔体吸收器所拦截的是经一次汇聚后的太阳光线，且在端部反射镜面的配合下，太阳光线基本被腔体吸收器内吸收表面最终吸收转化成热量.显然，在不改变上述其他条件的情形下，较低的端部反射镜面反射率不会降低系统图4 不同聚光入射角下基于三角腔体吸收器的系统均匀因子变化情况73肇庆学院学报第45卷光学效率因子，这将对系统的成本降低产生积极影响.当太阳赤纬角为2327，在太阳时角为060范围内腔体吸收器端部反射镜面反射率r 分别为 0.75、0.85 和 1.00 的平均系统光学效率因子分别为 0.814、0.814 和0.815.图 6 展示了基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线系统在不同聚光入射角下的均匀因子变化情况.从图6(a)到6d可以观察到，随着太阳时角的增大，均匀因子呈下降趋势，除了太阳赤纬角为2327的情况外.总体上，在太阳时角030范围内下降较快，在太阳时角3060范围内下降趋势减缓.图6(a)和图 6(b)中不同吸收率之间的均匀因子变化曲线基本重合，表明在太阳赤纬角为08时，汇聚太阳光线被腔体吸收器拦截后基本被内吸收表面一次反射吸收或反射后逃逸，经过端部反射镜面二次反射吸收的太阳光线较少.从图 6(c)和图 6(d)可以观察到，在太阳时角为030范围内，不同吸收率之间的均匀因子变化曲线间距随着太阳时角的增加而逐渐减小，并且反射率越大，均匀因子越小.在太阳时角为3060范围内，不同吸收率之间的均匀因子变化曲线甚至出现重合现象.这表明随着太阳赤纬角的增大，聚光焦线可能会脱离腔体吸收器开口范围并汇聚在其上方，导致一次汇聚后的太阳光线经过端部反射镜面再次反射，被腔体吸收器内吸收表面吸收，且吸收表面主要集中于端部.反射率越小，反而可以缓解能流密度集中的问题.然而，随着太阳时角的进一步增大，汇聚的太阳光线主要集中于吸收器一侧，导致经端部反射镜面再次反射吸收的太阳光线较少.当太阳赤纬角为2327时，在太阳时角为060范围内，腔体吸收器端部反射镜面的反射率pr分别为0.75、0.85和1.00时，平均腔体吸收器内吸收表面的均匀因子分别为0.634、0.627和0.615.这进一步表明，在图5 不同聚光入射角下基于三角腔体吸收器的系统光学效率因子变化情况图6 不同聚光入射角下基于三角腔体吸收器的系统均匀因子变化情况74王海等：基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析第2期不改变上述其他条件的情况下，选择反射率较低的反射平面镜不仅不会对系统光学性能产生负面影响，反而可以在一定程度上提高腔体吸收器内吸收表面的能流密度分布均匀性.此外，安装反射平面镜于腔体吸收器的两端还可以减少因空气对流而导致的热损失.2.3方差分析本研究讨论了基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统的光学性能指标，包括系统光学效率因子和三角腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子.这两个指标越大越好，但受到多个因素的影响.为了评估这些因素对基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统光学性能的影响及其相对显著程度，采用方差分析方法.使用全因子正交阵列设计，包括4个因子，其中1个因子有4个水平，1个因子有5个水平，还有2个因子有3个水平，如表2所示.实验进行了4532次（共180次）的设计.表2 方差分析中各因子及其水平组成根据方差分析结果，得到了系统光学效率因子的二次模型，如表3所示.表3包括了模型和因子、因子偏差的平方和、自由度、均方、F值、P值和多重判定系数R212-13.R2值为0.789，表示二次模型可以解释响应中78.9%的总变差.相关的P值小于0.05，表明模型项具有统计学显著性；P值大于0.1，表明模型项的影响不显著，除去因子D（端部反射镜面反射率pr）外的所有因子对系统光学效率因子有显著影响.根据表3的平方和结果，因子B（太阳时角）对系统光学效率因子具有最显著影响，其次是因子A（太阳赤纬角）和因子C（腔体吸收器内吸收表面吸收率ab）.腔体吸收器内吸收表面吸收率ab在系统光学效率因子中影响相对较低，因此在腔体吸收器的设计中可以适度考虑，以选择具有较高吸收率和较低成本的涂层材料.表4展示了腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子的二次模型结果，多重判定系数R2为0.949，说明只有5.1%的总变差不能由二次模型解释.如表4所示，除因子D（端部反射镜面反射率pr）外，所有因子对腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子具有显著影响.由表4中的平方和可知，因子B（太阳时角）对腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子的影响最显著，其次是因子A（太阳赤纬角）和因子C（腔体吸收器内吸收表面吸收率ab）.根据前述可知，在系统设计完成时，太阳时角和太阳赤纬角的范围已经确定，腔体吸收器内吸收表面吸收率ab对腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子的影响相对较弱.因此，在提高系统经济性时，合理地选择吸收涂层材料和反射材料是有效方法之一.表3 光学效率的方差分析#SS-平方和；df-自由度；MS-均方.a.R2=0.802，R2（adjusted）=0.789，*表示显著（P0.01）.因子水平A(A1)0(A2)8(A3)16(A4)2327B(B1)0(B2)15(B3)30(B4)45(B5)60Cab(C1)0.75(C2)0.85(C3)1.00Dr(D1)0.75(D2)0.85(D3)1.00SourceModelABCDErrorTotalSS#1.634a0.5260.8780.2305.703E-60.404150.836df113422168180MS0.1490.1750.2200.1152.851E-60.002F61.69372.78991.19947.7310.001P0.00010.0001*0.0001*0.0001*0.99975肇庆学院学报第45卷b.R2=0.952；R2（adjusted）=0.949；*表示显著（P0.01）.3结论本研究提出了一种基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统，并对该系统在不同太阳赤纬角、太阳时角、腔体吸收器内表面吸收率以及腔体吸收器端部反射镜面反射率下的光学效率和能流密度分布进行了详细分析研究，得出以下结论：（1）采用极轴式跟踪和定期滑移聚光器的小型菲涅尔定焦线聚集系统能有效解决余弦损失和吸热器端部损失等问题.（2）腔体吸收器内表面吸收率对系统光学效率因子有显著影响，可以有效提高系统效率.然而，随着太阳赤纬角的增大，其效益减弱.例如，在太阳赤纬角为2327、腔体吸收器端部反射镜面反射率pr为0.85的情况下，当腔体吸收器内吸收表面吸收率ab分别为0.75、0.85和1.00时，在太阳时角为0-60范围内，平均系统光学效率因子分别为0.782、0.814和0.855.（3）腔体吸收器端部反射镜面反射率对系统光学效率因子和能流密度分布均匀因子影响较小，不具有显著性.例如，在太阳赤纬角为2327、腔体吸收器内吸收表面吸收率ab为0.85的情况下，当腔体吸收器端部反射镜面反射率r分别为0.75、0.85和1.00时，平均系统光学效率因子分别为0.814、0.814和0.815，均匀因子分别为0.634、0.627和0.615.（4）从显著性分析结果可知，太阳时角对系统光学效率因子和腔体吸收器内吸收表面能流密度分布均匀因子影响最显著，其次是太阳赤纬角和腔体吸收器内吸收表面吸收率ab.参考文献：1FUQIANG W,ZIMING C,JIANYU T,et al.Progress in concentrated solar power technology with parabolic trough collectorsystem:Acomprehensive reviewJ.Renewable and Sustainable Energy Reviews,2017,79:1314-1328.2PERINI S,TONNELLIER X,KING P,et al.Theoretical and experimental analysis of an innovative dual-axis tracking linearFresnel lenses concentrated solar thermal collectorJ.Solar Energy,2017,153:679-690.3李慧,赵芳琦,焦傲,等.太阳能光热与火电机组互补发电研究综述J.东北电力大学学报,2019,39(06):8-14.4CANAVARRO D,CHAVES J,COLLARES-PEREIRA M.A novel Compound Elliptical-type Concentrator for parabolic pri-maries with tubular receiverJ.Solar Energy,2016,134:383391.5PU S,XIA C.End-effect of linear Fresnel collectorsC/Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference.IEEE Com-puter Society,2011:1-4.6DANGA.Concentrators:a reviewJ.Energy Conversion and Management，1986,26(1):11-26.表4 均匀系数的方差分析SourceModelABCDErrorTotalSS4.495b2.0102.4260.0570.0010.22842.419df113422168180MS0.4090.6700.6060.0290.0010.001F301.287494.077447.16921.1860.440P0.00010.0001*0.0001*0.0001*0.64576王海等：基于三角腔体吸收器的小型菲涅尔定焦线聚集系统参数的影响分析第2期7陈晓勇,郑科科.对建筑日照计算中太阳赤纬角公式的探讨J.浙江建筑,2011,28(09):6-8.8王海,黄金,胡艳鑫,等.极轴式定焦点菲涅尔聚光器设计及焦斑位置偏差研究J.太阳能学报,2019,40(03):782-790.9WANG H,HUANG J,SONG M J,et al.Effects of receiver parameters on the optical performance of a fixed-focus Fresnellens solar concentrator/cavity receiver system in solar cookerJ.Applied Energy,2019,237:70-82.10 WANG H,HUANG J,SONG M J,et al.Simulation and experimental study on the optical performance of a fixed-focus Fres-nel lens solar concentrator using polar-axis trackingJ.Energies,2018,11(4):887.11 丁林,王军,蒋川,等.中温槽式集热器的聚光特性模拟及误差分析J.太阳能学报,2019,40(10):2755-2762.12FREEMAN J,HELLGARDT K,MARKIDES C N.Working fluid selection and electrical performance optimisation of a do-mestic solar-ORC combined heat and power system for year-round operation in the 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was established.The model was sim-ulated numerically,and the effect of the triangular cavity absorber parameters on the optical performance of thesystem was analyzed by the optical software TracePro based on the Monte Carlo ray-tracing method and the sta-tistical analysis software SPSS.The results show that solar time angle has the most significant effect on the opti-cal efficiency factor of the system and uniform factor of energy flow density distribution on the absorbing surfacein the cavity absorber,followed by the sun declination angle and the surface absorptivity of the cavity absorber.The average optical efficiency factors of the solar time angle changing from 0 to 60 are 0.782,0.814 and 0.855respectively when the surface absorptivity of the cavity absorber is 0.75,0.85 and 1.00 in the condition of solardeclination angle equaling to 2327 and the reflectivity of the mirror at the end of the cavity absorber equaling to0.85.The system performs well and is suitable for application in the field of medium temperature heat collectionusing solar energy.Keywords:Keywords:Fresnel lens;cavity absorber;fixed focal line;optical performance（责任编辑：邓家鑫）77