分段式吸热器型塔式太阳能发电性能研究

发布时间：2020-03-21 06:24

【摘要】：随着国家发展的需要,可再生能源技术在全球得到广泛推广和快速发展,塔式太阳能热发电技术基于其高效率和低成本的优势得到国内外学者的广泛关注。塔式太阳能进行光热转换的过程当中较为关键的设备为吸热器,吸热器的热性能的高低对于整个塔式太阳能热发电的经济性起到重要的作用。基于水/蒸汽在蒸发阶段与过热阶段所呈现出的传热特性,设计出一种分段式吸热器,使太阳能热电站的热经济性得到一定程度的提升。本文主要的研究内容:首先,基于塔式太阳能镜场设计的相关原则和模型完成对整体定日镜场的设计,其中主要对定日镜数、定日镜形状、定日镜排列方式、定日镜目标高度、定日镜位置坐标、定日镜边界和电站吸热器形状与类型进行计算和确定。其次,在确定的塔式太阳能镜场系统基础之上,根据蒸发段与过热段的水/蒸汽所呈现出的传热特性,首先提出一种蒸发段选用外置式吸热器、过热段选用腔式吸热器的分段式吸热器;其次建立热力学模型,对所提出的分段式吸热器不同时刻的表面热流分布进行探究,结果表明分段式吸热器一年当中热流最大值出现在夏至12时,但此时的镜场热效率并不是最高,对比分段式与双外置式吸热器的热性能发现,分段式吸热器在热效率与热损失率上的优势较为明显;并分析影响分段式吸热器的相关因素,可知较大管外径对于提升蒸发段的热效率是十分有利的;最终用测量的数据对所建立的热力学模型的正确性进行验证。最终,建立热经济评价的模型所含分段式吸热器塔式太阳能电站的整体系统的热经济进行分析研究,主要出的结论有:电站系统在定功率之下分段式吸热器热效率受DNI最大,风速次之,外部环境最次;定日镜场的效率值随着太阳高度角的增加,并不是呈现出一直增加的态势,逐渐的趋于平稳的状态;电站系统的日运行与年运行的运行时,当储热的时长是9h,太阳倍数是2.7时,塔式太阳能的LOCE最低,其值是21.5c/kWh,此时所对应的年发电量的值为220GWh。
【图文】：

整体的发电成本也相对较低。因此，，塔式太阳能热发电系统成为未来太阳能发电的发展逡逑方向。逡逑图１－１所示为塔式太阳能热发电站的示意图。图１－１的塔式太阳能热发电系统主要逡逑包括：吸热器、冷盐罐和热盐罐构成了储热系统（进行热量转换）、定日镜与跟踪机构逡逑等。太阳辐射到地球地面上的光由装有某种介质的太阳能聚光集热器（吸热器）收，接逡逑收到光后的介质温度得到较大幅度的提升，然后介质经过换热器换热，产生较高压力与逡逑１逡逑

图１－２不同聚光型太阳能热发电技术的聚光一吸热系统［７］逡逑１９８２年Ｓｏｌａｒ邋Ｏｎｅ电站正式投入运行，气发电的功率为１０ＭＷ。在其总场建设投资占总成本的５２％，电站的吸热塔的高度达到８５．５ｍ，定日镜排列而成，其中定日镜的面积为４０ｍ２，个数为１８１８１６１。逡逑于ＳｏｌａｒＯｎｅ电站的基础上在一定程度上进行改进，建造成ＳｏｌａｒＴｗｏ。Ｓｏ用一个较为新颖的主控系统，其传热工质选用熔盐，其定日镜场基于上述积基础上增加了邋１０８面９５ｍ２的定日镜，整个电站的镜面总面积高达８２９８１９８１年西班牙设计并创建了邋ＳＳＰＳ系统，该系统的吸热塔的高度为４３ｍ用的定口镜的个数为１１３。西班牙能源部与工业部在丨９８３年开始投１，邋１９８４年建成开始投产运行，整个系统的发电功率是１ＭＷ，吸收塔的日镜场的定日镜的数目为３００；面积为３９．６ｍ２１８１。逡逑洲在２００５年开始建设首座用于商业用途的塔式太阳能发电站，发电站的该电站于２００７年建成开始投入运行，其额定的功率是１１ＭＷ，每年能够．２ＧＷ的电力，每发ｌｋｗ的电需要耗费２２８０欧元，整体的发电效率为１０
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615

【参考文献】

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本文编号：2592920