ICS 27.1 60 F 10 T/CRES 中国可再生能源学会标准 T/CRES0010-2022 直通式太阳真空集热管光学效率试验方法 Test method for optical efficiency of straight -though evacuated solar collector tube 2022-12-30 发布 2023-01-16实施 中国可再生能源学会 发布 全国团体标准信息平台 全国团体标准信息平台 T/CRES0010-2022 I 目 次 前 言 ................................ ................................ ...... II 1 范围 ................................ ................................ ...... 1 2 规范性引用文件 ................................ ............................. 1 3 术语和定义 ................................ ................................ . 1 4 光学效率试验 原理 ................................ ........................... 2 5 光学效率试验 系统 ................................ ........................... 2 6 光学效率试验步骤 ................................ ............................ 7 光学效率的计算 ................................ ............................. 5 8 试验报告 ................................ ................................ ... 6 9 安全 ................................ ................................ ...... 7 全国团体标准信息平台 T/CRES0010-2022 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第一部分：标准的结构和编写》的规则起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利， 本 文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本文件由中国科学院电工研究所 提出。 本文件由中国可再生能源学会（ T/CRES）归口及发布。 本文件起草单位： 中国科学院电工研究所、有研工程技术研究院有限公司、常州龙 腾光 热科技股份有限公司、北京天瑞星光热技术有限公司、河北道荣新能源有限公司、陕西宝光 真空电器股份有限公司、 山东力诺瑞特新能源有限公司、 皇明太阳能股份有限公司、内蒙 古科技大学。 本文件主要起草人： 雷东强、杜淼、王志峰、于庆河、俞科、胡桥、王鑫、张磊、薛道 荣、韩成明、李高峰、孙攀、马光柏、刘海波、 魏毅立、米菁、郝雷、李世杰、孙飞虎、徐 立、李强。 本文件在执行过程中的意见建议 请反馈至中国可再生能源学会标准化工作办公室。 全国团体标准信息平台 T/CRES0010-2022 1 直通式太阳真空集热管光学效率试验方法 1 范围 本文件规定了直通式太阳真空集热管在室内进行光学效率的试验方法， 以及所用的仪器、 标准样品、试验条件、试验步骤、实验数据处理及 试验报告格式等。 本文件适用于线聚焦太阳能热利用系统中的直通式太阳真空集热管，其他玻璃 -金属封 接结构的 集热管可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 GB/T 26972 —2011 聚光型太阳能热发电术语 ISO 9488 -1999 太阳能术语 GB/T 6495.9 -2006 光伏器件 第9部分：太阳模拟器性能要求 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 太阳模拟器 solar simulator 太阳模拟器是用 于模拟太阳光的设备， 其光谱辐照度分布与标准太阳光谱辐照度分布接 近，主要包含太阳模拟 光源、聚光器、 供电、镇流器及相关 控制部件组成。 3.2 长度有效利用率 effective availability of length 集热管的 长度有效利用率 为规定温度条件下， 太阳辐射在集热管长度方向上能够到 达集 热管选择性吸收膜层的长度占集热管总长度之比。即集热管总长度 Lall减去集热管端部到遮 光环外壁面的长度 Lsheld与集热管在该温度下总长度 Lall之比，长度有效利用率  的计算公 式为： 2/all sheld allL L L（ ） （公式 1） 全国团体标准信息平台 T/CRES0010-2022 2 3.3 标准参比样管 standard reference sample receiver 本标准规定在室温条件下采用无增透膜层的玻璃外管的透光比为 91.5%± 0.5% ，金属内 管膜层选择性吸收膜层的吸收比为 95%± 1%、25℃时长度有效利用率为 96.5%± 0.5% 的集热 管作为标准参比样管，标准参比样管经德国宇航中心（ DLR）测试光学效率为 84%，误差 在± 1%之内。标准参比样管至少 2根以上，其仅用于测试光学效率使用，平时需避光封闭保 存。 3.4 测试周期 test period 对于每次测试，维持稳态的时间。 3.5 光学效率 optical efficiency 集热管的光学效率为集热管吸收的辐 射能量占投射到集热管整管表面的总辐射能量之 比。具体光学效率 opt 的理论计算公式为： opt=    （公式 2） 式中：  为集热管的玻璃管透光比；  为集热管的选择性吸收膜层吸收比；  为集热管的长度有效利用率。 4 光学效率试验原理 本试验方法基于能量平衡原理， 利用椭圆型太阳模拟器将其焦线上的太阳模拟光源辐射 聚焦到位于其另一焦线的集热管上，集热管内通入平均温度与环境温度一致的传热工质，通 过测试传热工质进出口焓升得出集热管全部吸收的能量，并在相同的测试条件下，对比所测 试集热管和标准参比样管所获得的能量，得出所测试集热管的光学效率。 5 光学效率试验系统 集热管光学 效率试验系统包括椭圆形 太阳模拟 器、 恒温水系统和温度与流量测试 系统三 部分。 全国团体标准信息平台 T/CRES0010-2022 3 5.1 椭圆形太阳模拟器 椭圆形太阳模拟器采用的 聚光器为周向椭圆形的卧式长筒型聚光器， 根据集热管结构尺 寸和太阳模拟光源的结构尺寸设计，其 总长度应超过集热管长度 至少400mm，两端部需具有 反射镜面的开关门，防止太阳模拟光源光线通过两端射出，具有太阳模拟光源和集热管安装 支架。该聚光器的 反射镜面材料可采用玻璃镜或镜面铝，镜面反射率 ≥92%，聚光误差要求 ≤2.5mrad，为了保障集热管安装方便， 该聚光器周向可以为非全封闭式聚光。 采用的太阳模拟光源 应为HMI金属卤素灯或氙灯， 其光谱需要 定期测试一次，光谱分布 需与空气质量 AM=1.5时标准太阳光谱 分布近似相同 。 测试中为达到足够的 能流密度和辐射， 采用的多个太阳模拟光源 总功率应不低于 6kW，且需保障供电电压稳定。 太阳模拟光源 的灯 芯部分要求放置于椭圆聚光器的一个焦线上， 且在椭圆聚光器的轴向 均匀分布。 椭圆形太阳模拟器在 位于焦线的聚光光斑宽度 要与金属内管直径接近， 其轴向平均聚光 辐照功率不低于 0.5kW/m；稳定测试时，其聚光光斑横截面中心位置沿轴向各处聚光辐照不 均匀度应不超过± 10%，聚光辐照度在 10s 间隔内变化应不超过平均聚光辐照度的 ±5%。太 阳能模拟器其他性能应符合 GB/T6485.9 标准的要求。 椭圆形太阳模拟器 从开启到稳定需要 15-20分钟，应在20分钟后开展 试验测试 。 5.2恒温水系统 试验中需配有恒温水系统，以保证其出口水温和流