[发明专利]颗粒聚光辐射吸收特性测量装置及其测量方法

说明书

本发明涉及太阳能热发电技术领域，特别涉及一种颗粒聚光辐射吸收特性测量装置及其测量方法。根据本发明的测量装置以及测量方法，可以分别测量已知光谱反射率的参考标准样品的反射光的输出响应信号S_r(λ)、背景的反射光的输出响应信号S_b(λ)和图像信号，然后模拟吸热器中颗粒的运动形式并检测此时背景及颗粒的反射光的输出响应信号S_bp(λ)和图像信号。根据检测到的三个输出响应信号S_r(λ)、S_b(λ)、S_bp(λ)的数据，以及通过对两次图像信息的处理计算得到的平均背景占比P_b，计算得到颗粒的吸收率α_p(λ，T_bp)，从而获得吸热器中运动状态下的颗粒的辐射吸收特性。公式(1)的公式科学合理，利用公式(1)计算得到的颗粒的吸收率更加准确。

技术领域

本发明涉及太阳能热发电技术领域，特别涉及一种颗粒聚光辐射吸收特性测量装置及其测量方法。

背景技术

太阳能分布广泛，每年达到地球表面的辐射能达到3×10²¹kJ，约为全球能量消耗总量的5000倍。太阳能光热发电输出稳定、效率高，可作为基础负荷和调峰电源，发展潜力巨大。根据国际能源署预测，2050年全球太阳能热发电装机可望达到10亿千瓦，发电量占全球的11％。根据我国《电力发展“十三五”规划》，到2020年我国太阳能热发电装机容量将达到500万千瓦,预计到2030年将达到3000万千瓦。

具体而言，太阳能热发电是指将收集的太阳能转化为热能并用于发电的技术，在光热发电的过程中，将颗粒作为吸热装置的吸热介质具有高温，高效，方便，简洁，安全等优势，目前，国际上比较常见的颗粒吸热装置类型有幕帘式颗粒吸热器、阻碍流式颗粒吸热器、离心式颗粒吸热器、流化床式颗粒吸热器等，其中浙江大学提出了一种斜面式颗粒吸热器，以期解决现有颗粒吸热器技术中吸热温度较低且不完全可控的问题。

大多数高温颗粒吸热器为直接式颗粒吸热器，即颗粒直接受到聚焦太阳能辐射加热的吸热器，因此颗粒在高温运动状态下的辐射吸收特性会直接影响到高温颗粒吸热器本身的运行工况和运行效率，如果可以获得高温颗粒吸热器内的高温运动颗粒的辐射吸收特性，就可以对吸热器本身的运行和优化策略提供重要的数据支持。当前，样品辐射吸收特性的测量一般是利用光谱仪(比如法布里-珀罗干涉仪，傅里叶红外光谱仪),积分球等仪器进行测量，但这些测量往往都只能应用于室温下的静止样品，这对于一些需要知道高温运动样品的辐射吸收特性的装置，比如高温颗粒吸热器来说，是难以应用的，因此需要一种针对太阳能高温颗粒吸热器中颗粒聚光辐射吸收特性的测量方法。

发明内容

本发明针对上述技术问题而提出，目的在于提供一种颗粒聚光辐射吸收特性的测量方法，本发明的颗粒聚光辐射吸收特性的测量方法分别检测参考标准样品的反射光的输出响应信号、背景的反射光的输出响应信号和图像信息、背景及颗粒的反射光的输出响应信号和图像信息，通过计算得到运动颗粒的吸收率，从而获得吸热器中高温运动颗粒的辐射吸收特性，从而有利于依据颗粒的辐射吸收特性对吸热器进行改进与优化，提高吸热器的吸热效率。

具体来说，本发明提供了一种颗粒聚光辐射吸收特性的测量方法，用于测试吸热器中的高温颗粒处于运动状态时的辐射吸收特性，包括如下步骤：

步骤S1：调整并保持输出光处于第一波长以及光强状态；

步骤S2：检测得出光谱反射率为ρ_r(λ)的参考标准样品的反射光的输出响应信号S_r(λ)；

步骤S3：加入背景并将背景加热至T_bp，检测得出背景的反射光的输出响应信号S_b(λ)；

步骤S4：采集背景处的图像信息；