地球能量之源──太阳能

 地球上的所有生物都离不开能量．没有能量,地球将是一片死寂;没有植物,没有生命,没有四季,也没有风雨雷电……．人类的生存是一刻也离不开能量的．从古至今,人类生存所必需的能量几乎全部都间接或直接地取自于太阳．太阳能为人类生存提供了各种植物的化学能．太阳能使地表水蒸发而形成雨和雪,它们的一部分汇合在一起形成河流,利用河流,农业可灌溉良田,工业可水利发电．太阳能加热空气,热气流上升形成风,风能过去用于行船,当今用于发电．就连当今最重要的能源──煤炭、石油、天然气等化石燃料,都是各种古代生物把太阳能转化为化学能固定下来后,又经过漫长的年代沉积在地下演变而成的．     

太阳能甲醇分解能量转换机理实验研究

本文通过太阳能分解甲醇燃料实验,来研究太阳能与化石燃料互补的能源利用系统的能量转换新机理,揭示减少燃料化学能释放过程(火用)损失和提升太阳热能品位的本质,并得到基于实验的量化依据。实验研究了反应过程能量品位关联机理和效果,并揭示了主要因素影响规律。太阳热能温度的升高,有利于分解反应的进行,但温度过高会负面影响品位提升的效果,260℃左右是较合理的;与太阳能甲醇分解反应装置规模对应的进料量条件是影响能量转换过程的关键因素,也将影响太阳热能品位提升效果。研究成果将为开拓太阳能与化石能源互补的能量系统提供理论支撑和实验数据。     

发电与制冷相结合的LNG冷能梯级利用技术研究

随着我国对环境保护的重视,LNG作为一种清洁、高效的能源越来越受到青睐。发电与制冷相结合的LNG冷能梯级利用技术由于其节能、环保、技术成熟而且实现冷能的高效利用成为重要研究课题。以某LNG接收站为背景,提出了LNG冷能朗肯循环发电与空调制冷相结合的工艺,并对将其应用于实际工程之中。该工艺将LNG冷能包括分为高品位发电工艺和低品位空调制冷工艺,通过对系统设备的选型、总投资及经济效益分析得出结论,在LNG冷能发电系统中增加空调制冷系统可大幅提高机组的经济效益,具有较高的推广价值。     

太阳能的利用

随着全球的化石能源资源逐渐短缺、气候变化等环境压力也日趋增大,太阳能、风能以及生物质能等新能源和可再生能源已被世界各国政府作为重要的战略替代能源。     

太阳能热利用技术概况

太阳能是理想的可再生能源.太阳能热利用技术目前还处于发展时期.文章对太阳能热利用成熟技术、先进技术以及当前研究的中心问题进行了简要的概述.成熟技术部分主要包括热水器、太阳灶、太阳房等广为人们使用的太阳能热利用技术;先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术,包括太阳能热发电、太阳能空调制冷、太阳能制氢、太阳能海水淡化及太阳能烟囱发电等;在当前研究的中心问题部分,主要论述了解决太阳能热利用的关键技术问题.     

太阳能光伏/光热化学利用系统

本文研究了一种基于光谱分频的太阳能光伏/光热化学耦合利用系统.在该系统中,全光谱的太阳能按照波长不同被区分利用.适合光伏电池利用的太阳能被分配给光伏电池进行光伏转换,其它波段的太阳能则转化为热能驱动甲醇裂解反应产生合成气.实验结果表明在太阳辐照强度为712.8 W/m2,甲醇流量为2.7 kg/h时,系统效率达到31....     

平板型玻璃镜反射太阳能聚光光伏系统的实验研究

提出了一种平板型玻璃镜反射太阳能聚光器,用于太阳能聚光光伏/光热利用.其结构主要由平面框架上倾斜放置粘贴或镶嵌在平直型材上的多块条形玻璃镜构成,聚光接受体为平板光伏电池或集热管.条形玻璃镜的宽度和倾斜角度随自身所处位置、聚光接受体形状尺寸和安放角度,是否考虑太阳入射光立体角影响等因素由所给公式确定.利用CCD 法测量了...     

用于太阳能光伏发电的高倍聚光系统

 研究了基于三结型（InGaP/InGaAs/Ge）高效太阳能电池的太阳能光伏发电的高倍聚光系统。该系统采用高次非球面光学玻璃卡塞格林系统,运用Zemax和Tracepro光学设计软件完成200~500倍太阳能聚光系统的设计,同时设计了单片型高倍太阳能聚能光学组件,用热压成型方法研制了太阳能聚能透镜（副镜）。采用16个性能相同的聚光光学组件和相同数量的三结型太阳能电池组成高倍聚光型太阳能光伏组件,极大地提高了聚光比,为太阳能光伏发电的高倍聚光器设计提供参考和依据。     

高效太阳能热发电系统性能分析

为了提高太阳能热发电站的发电效率,提出了耦合空气轮机、汽轮机及热力塔为一体的太阳能发电系统.在该系统中,吸热器吸收的太阳能加热压气机所压缩的高压空气,多余的热量被储存在储热装置中以在无阳光的时候维持电站正常运转.被加热后的高压空气驱动透平后排入余热锅炉产生蒸汽驱动汽轮机,余热锅炉的排气以及冷却汽轮机凝汽器的空气进入热力...     

太阳能光伏聚光器的研究进展

太阳能聚光光伏发电技术具有聚光比高、电池材料耗费少、光电转化效率高等优点,是太阳能发电的重要方式之一.介绍了太阳能聚光光伏发电的工作原理以及近年来光伏聚光器的最新研究进展,对不同类型光伏聚光器的聚光原理、设计方法和性能特点进行了分析和总结.在聚光器设计方面,采用二次聚光和光波导的方法,可以获得较高的聚光比和较均匀的能流...     

光伏阵列伏安特性测试系统设计

基于对光伏电站控制和设计水平的要求,本文提出一种基于电容充放电的特性的光伏阵列伏安特性测试系统。本文阐述了测试系统的工作原理和系统关键的部分。当光伏阵列给电容充电时,得到当时环境中光伏阵列的电压、电流以及相应的功率特性曲线。同时对M*N的光伏组件进行建模,得出组件的相应的电性能参数,并对最大功率点进行分析。最后进行实验验证。本测试系统具有测量精度高、系统稳定性高、成本低廉,并且能更直观的测得光伏阵列的特性。     

Energy Spectrum of a Positronium Negative Ion in a Parabolic Quantum Well

The method of few-body physics is applied to calculating the energy levels of low-lying states ofa positro-nium negative ion in a parabolic quantum well. The results show that the energy levels of a positronium negativeion intwo-dimensional case are lower than those in three-dimensional case.     

中央空调冷却水系统节能优化控制研究

根据中央空调冷水机组和冷却水系统各设备的现有功耗模型,拟合实验中采集到的有关数据,包括:系统负荷、冷水机组冷却水进水温度、冷却水泵流量和冷却塔风机运行频率,建立总功率的一般优化方程;采用BFGS变尺度优化算法算出不同条件下的能耗最小工况,并以此来控制冷却水系统设备;结果表明,该方法具有实现方便、节能效果显著的特点。     

舰船电力系统用1MJ高温超导环型储能磁体的设计研究

介绍了舰船电力系统用 1MJ环型高温超导储能磁体的设计优化步骤 ,进行了环型磁体线圈最大磁场的优化、环型磁体单元尺寸的优化和环型磁体单元数目的优化 ,并得出了合适的磁体线圈尺寸。磁体线圈上的最大磁感应强度为 3-4 T,单元数目较大的环型磁体适用于 1MJHTS- SMES     

荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用率的机理研究

采用水热法制备了荧光硅量子点。通过透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、光致激发和发射光谱及荧光衰减曲线等手段对样品形貌及发光性能进行了研究。通过生菜种植实验,研究了荧光硅量子点作为叶面光肥提高生菜对光能利用效率的效应。实验结果表明,透射电镜测得所制备的荧光硅量子点尺寸均一,平均尺寸为3.6 nm。傅里叶红外变换光谱及X射线光电子能谱表明该量子点表面具有丰富的含氧官能团,因而具有优异分水散性。光致荧光光谱表明,该量子点的最佳激发和发射峰位分别为385 nm和450 nm,且不具备激发波长依赖特性。荧光硅量子点与生菜的离体叶绿体复合后发现,荧光强度下降但激发态寿命基本不变,同时,复合物对2,6-二氯酚靛酚的还原速率提高。以上结果表明,荧光硅量子点与叶绿体复合时产生了内滤效应,生菜的叶绿体吸收了硅量子点发射的蓝光用于光合作用,从而使生菜的干鲜重均得到了显著性提高。通过叶绿素荧光成像实验进一步验证了喷施荧光硅量子点叶面光肥时生菜的光合作用速率得到了提高。     

国家自然科学基金工程热物理与能源利用学科研究方向与关键词修订

2021年国家自然科学基金委员会工程与材料科学部工程热物理与能源利用学科对学科代码下的研究方向和关键词进行了梳理和修订,调整了学科资助布局,合并了相近的研究方向,删除了不恰当的研究方向,增加了反映新趋势的研究方向,精炼了各研究方向下的关键词,使研究方向和关键词更加全面合理.通过本次修订进一步厘清了学科的内涵和外延,有利...     

The Energy of a Dynamical Wave-Emitting System in General Relativity

The problem of energy and its localization in general relativity is critically re-examined. The Tolman energy integral for the Eddington spinning rod is analyzed in detail and evaluated apart from a single term. It is shown that a higher order iteration is required to find its value. Details of techniques to solve mathematically challenging problems of motion with powerful computing resources are provided. The next phase of following a system from static to dynamic to final quasi-static state is described.     

高能强子－核作用中快度分布与横能的关联

假定强子－核作用中的产生粒子相对于反应体质心系各向同性衰变，给出了强子－核作用中横能快度分布，计算结果能够解释最新的ＨＥＬＩＯＳ合作组的实验结果．     

水在氢气、氧气转变时的自由能的变化及水的汽化潜热分析

水和氢气、氧气在同等条件下(一个大气压,温度为25度)互相转变时自由能是相同的;同等条件下水变水蒸气时的汽化潜热和水蒸气变为水时的凝结热是相同的。利用一个刚性的绝热的容器,在海拔零米处电解水,利用氢气和氧气的混合密度小于空气密度的特点,携带一定质量的物体到数千米的高空。点燃混合气体,生成高温水蒸气。通过这个过程分析,将发现两部分能量多出。     

Inconsistencies of the U(1) Theory of Electrodynamics: Stress Energy Momentum Tensor

The internal gauge space of electrodynamics considered as a U(1) gauge field theory is a scalar. This leads to the result that in free space, and for plane waves, the Poynting vector and energy vanish. This result is consistent with the fact that U(1) gauge field theory results in a null third Stokes parameter, meaning again that the field energy vanishes in free space. A self consistent definition of the stress energy momentum tensor is obtained with a Yang Mills theory applied with an O(3) symmetry internal gauge space. This theory produces the third Stokes parameter self consistently in terms of the self-dual Evans-Vigier fields B(3).