转载自： INESA 张欣霖
文章信息
技术领域：太阳能相变储热系统
开发单位：内蒙古工业大学.
文章名称：Experimental study on heat transfer performance of dish-type solar concentrating heat storage system, 2026.
技术突破：研究团队构建了以空气为传热介质、1.0 wt% GNP-RT为相变材料、拓扑优化黄铜翅片为强化结构的单碟太阳能聚光—集热—储热实验系统；首次提出节点液相率估算、等效比热容储热量计算和基于节点能量估算的火积平衡方法，获得液相率、储热量及火积效率拟合规律。
应用价值：该研究为碟式太阳能聚光供热/发电系统配置潜热储热单元提供了实验与评价方法，可指导相变材料、翅片结构、空气流量和集热器效率匹配，提升分布式太阳能热利用系统的连续供能能力与热效率。
碟式太阳能聚光系统具有聚光比高、安装灵活和初始投资较低等优势，适用于分布式供热与发电，但其输出受昼夜、季节和天气波动影响，容易造成系统停机。潜热储热可借助相变材料在近恒温区间存放热量，但传统实验多关注材料导热增强、翅片或金属泡沫等单项措施，缺乏对聚光、集热和相变储热全过程能量传递的耦合解析，也未充分揭示空气传热介质、复合相变材料与拓扑翅片之间的协同机制。本研究之前，碟式太阳能潜热储热系统在液相率估算、储热量表征和不可逆损失评价方面仍存在研究空白。
图1.所述单碟太阳能聚光热储能系统示意图
基于此，内蒙古工业大学的研究人员搭建了单碟太阳能聚光—集热—潜热储热实验系统，采用空气作传热介质、1.0 wt% GNP-RT作相变储热介质，并以黄铜拓扑优化翅片强化传热。结果显示，平均DNI降至832.38 W/m²时，集热器输入辐射和空气吸热量分别下降114.97 W、76.30 W，但热损失降低使集热效率提高；集热器内空气呈湍流，储热器内空气呈层流，进出口温差先升后降。团队首次提出节点液相率估算、等效比热容储热量计算和节点能量估算火积平衡方法；10—150 min内火积储量由4.71×106 J·K增至1.81×107 J·K，火积储功率由7.86降至2.01 kW·K。