【论文精选】日光温室顶部菲涅尔透镜的光热分离特性研究学术资讯

来源：农业工程学报

《农业工程学报》2020年第36卷第4期刊载了中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所等单位伍纲、方慧、张义、杨其长与马兴龙的论文——“日光温室顶部菲涅尔透镜的光热分离特性研究”。该研究由国家自然科学基金（项目号：51806244）等资助。

北方地区进行蔬菜越冬栽培所采用的日光温室具有鲜明的中国特色。在对太阳热能的主动利用中，温室内在靠近北墙的位置放置太阳能集热器（比如平板集热器），这样就不占温室内部的种植面积。这类集热方式，存在的问题在于太阳能接收面积偏少和作物的遮挡，集热量相对于温室的需求来说还比较有限。如何进一步提高集热效率，研发与温室结构相适宜的热能利用形式是技术突破的关键。

为解决日光温室内能源收集与种植栽培之间的矛盾，本文利用大尺度的曲面菲涅尔透镜收集直射光，真空集热管安置在焦斑接收位置，实现太阳能中温集热和农作物采光生长，余热为作物生长供热。在前期研究中发现，受温室高度的限制，单排菲涅尔透镜虽不遮挡作物用光，但收集的能量非常有限。故本文在日光温室南坡面下的顶部空间东西方向平行布置两排曲面菲涅尔透镜。

研究表明，该系统在正午时段内的最大集热效率可达到45%。通过测试发现未被透镜系统利用的散射光，对试验区植物冠层的全天光照度比非试验区减小约10%～40%。另外阴天的植物冠层的散射光比例会增大，对应的装置集热效率则会降低。结合土垄加温放热系统，将白天多余的太阳能及空气能进行收集，用于夜间加温。对比试验表明，在连续晴天的情况下，土垄平均温度提高了2.5～5.0 ℃；加温管道最深可影响至垄下40 cm。系统节能率为47%～59%，平均COP（coefficient of performance）在1.5～1.9之间，具有一定的节能效果。

长按识别二维码关注“农业工程学报”

来源：gh_c45100f8f9c0 农业工程学报

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjU1MzcwNQ==&mid=2652996413&idx=2&sn=67005e4af61f283ac5f648860bcf3137&chksm=bd3255bb8a45dcad1c499c6a8be125feb4cb35b0f6e7c60ba25066108660e08e8718429bbc1d&scene=27#wechat_redirect

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn