线性腔式集热器光热转换及冷热电联供系统特性研究

发布时间：2020-08-03 05:57

【摘要】：太阳能光热发电是一种全生命周期碳排放非常少的绿色发电方式,而冷热电联供技术是提高能源利用效率的有效方式。太阳能光热利用和冷热电联供系统的结合将从源头上实现节能减排,绿色发展。首先针对槽式太阳能集热系统,提出了一种新线性腔式集热器,采用蒙特卡洛射线追踪以及热网络模型方法,通过数值模拟和分析研究了新线性腔式集热器的结构对光学效率以及热损失的影响。其次,通过数值分析,建立了基于线性腔式集热器的太阳能冷热电联供系统理论模型,研究了有机朗肯循环的蒸发温度、冷凝温度、过热度以及太阳辐射等因素对系统各个性能参数的影响。通过上述研究发现,新线性腔式集热器在弧形结构为优弧型、聚光镜焦距为2100mm、保温层厚度为35mm以及接收器的开口宽度为70mm时具有较优的光热转换效率;通过和真空管的性能进行对比,表明该集热器具有较好的集热性能。其次,对于该冷热电联供系统,有机朗肯循环冷凝温度对系统性能的影响要大于其他因素的影响,冷凝温度为90℃时系统具有较优性能。最后,结合新疆哈密地区的气象条件,设计了一套额定制冷量为280kW的冷热电联供系统,该系统的额定总能效为62.5%,夏至日当天的太阳辐射可供该系统按额定工况运行19.3小时。新线性腔式集热器不仅具有良好的集热性能,而且其生产和维护成本也要低于真空集热管;冷热电联供技术也将进一步提高系统的能源利用效率,它们的应用将降低太阳能光热发电的成本,推动太阳能相关行业的发展。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM615;TK513.1
【图文】：

光热,电站,光伏发电

华中科技大学硕士学位论文表 1- 2 光伏发电和光热发电的对比分析[10]类别光伏发电光热发电与传统电厂合并不能能输出电力特征不可改变可改变，调节生产过程污染程度高污染清洁占地面积/(m2MW-1) 25-30 35-40适用范围适合小规模、分布式发电由于其与火力发电有共性，适合集中式大规模发电优势技术和产业已相对成熟储热成本低且效率高，年发电小时数长，可与其他发电相契合劣势有污染，稳定性不高对地理条件要求高

路图,腔式,集热器,模拟方法

LS2模拟光路图

半圆柱,吸收管,金属管,辐照度

19（a）（b）图 2- 5 金属管吸收管下半圆柱面（a）和上半圆柱面（b）辐照度图2.5 本章小结本章首先提出了一种线性腔式结构的集热器，并对线性腔式集热器的工作过程涉及的相关热损失和光学损失进行了简要的介绍。其次介绍了基于线性腔式集热器的槽式聚光集热系统的光学理论模型以及相关模拟参数设置；此外，采用热网络模型方法建立了新线性腔式集热器的热性能分析模型；最后对光学模拟进行了验证，光学模拟结果和文献数据的相对误差为 3.3%，验证了相关方法的正确性，可用于基于新腔式集热器的槽式光热系统的光热性能分析。

【相似文献】