【摘要】：塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)具有規(guī)模容量大、成本低、可大規(guī)模蓄熱儲(chǔ)能等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)太陽能熱發(fā)電規(guī)�；⒕W(wǎng)的一種重要形式。本文建立了太陽高度角和方位角計(jì)算模型,研究聚光鏡場(chǎng)坐標(biāo)系下定日鏡方位角-俯仰角太陽位置追蹤方法,分析影響聚光效率的因素。研究發(fā)現(xiàn),北半球夏天相比冬天而言,太陽高度角大,接收到輻照能量強(qiáng),聚光效率高。在影響聚光效率因素中,余弦效率約為0.7~0.8,占比最大,且受季節(jié)和塔高影響。夏天太陽高度角大,余弦效率高。一定范圍內(nèi),塔高從50m增加到150m,余弦效率平均增加0.4,聚光效率提高。分析腔式吸熱器結(jié)構(gòu)和原理,根據(jù)熱工學(xué)原理建立了10MW水/水蒸汽工質(zhì)腔式吸熱器聚光集熱模型。驗(yàn)證結(jié)果表明,在太陽輻照強(qiáng)度降低10%階躍擾動(dòng)時(shí),汽包出口溫度在327℃基礎(chǔ)上降低8.5℃并趨于穩(wěn)定,汽包出口壓力在12MPa基礎(chǔ)上降低1.3MPa并趨于穩(wěn)定。在太陽輻照強(qiáng)度降低20%和30%階躍擾動(dòng)時(shí),擾動(dòng)幅度越大,汽包出口蒸汽溫度和壓力下降越大,變化方向與擾動(dòng)變化方向一致。分析云層透光率、高度和形態(tài)分布規(guī)律,在氣象資料基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種代表不同天氣類型的云層分類方法,透光率大小在0.29~0.89之間,模擬了云層移動(dòng)時(shí)對(duì)鏡場(chǎng)能量的階躍擾動(dòng)、連續(xù)擾動(dòng)和復(fù)雜隨機(jī)擾動(dòng)。當(dāng)云層透光率從100%、92%到85%變化時(shí),汽包出口蒸汽壓力下降0.78MPa,汽包出口蒸汽溫度下降11.13℃,但系統(tǒng)保持穩(wěn)定,誤差小于4%,滿足設(shè)計(jì)要求。分析了風(fēng)速對(duì)云陰影移動(dòng)的影響。在風(fēng)速變化周期T=20s時(shí),風(fēng)速慢,太陽輻照強(qiáng)度在1000W/m2:±40W/m2范圍內(nèi)隨機(jī)變化,汽包溫度在320℃:±8℃范圍內(nèi)波動(dòng),汽包壓力在12MPa:±1.5MPa范圍內(nèi)波動(dòng),變化幅度較大。在風(fēng)速變化周期T=2s時(shí),風(fēng)速快,太陽輻照強(qiáng)度呈現(xiàn)無規(guī)則快速波動(dòng),汽包溫度在320℃:±2℃范圍內(nèi)波動(dòng),汽包壓力在12MPa:±0.4MPa范圍內(nèi)波動(dòng),波動(dòng)速度快但總體幅度小。由此可見,風(fēng)速變化周期越快,系統(tǒng)受光照沖擊影響越小。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM615
【圖文】：

熱發(fā)電的主要形式熱發(fā)電的基本原理是采用定日鏡等聚光裝置將太陽的加熱吸熱器中工質(zhì)產(chǎn)生高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電鍋爐類似[4]。太陽能熱發(fā)電技術(shù)也分為多種類型，主要照能量能流密度低的缺陷，提高太陽能的利用效率。現(xiàn)發(fā)電技術(shù)分為多種形式，有塔式太陽能聚熱發(fā)電、槽式菲涅爾式光熱發(fā)電等。陽能熱發(fā)電系統(tǒng)能熱發(fā)電系統(tǒng)吸熱器安裝在定日鏡場(chǎng)高塔上，利用眾多輻照光線到塔頂吸熱器上[5]。塔式太陽能熱發(fā)電聚光系通過太陽跟蹤控制裝置調(diào)整方位角或者俯仰角精確反射熱到 1500℃以上，換熱做功過程類似普通鍋爐，高溫高塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)如圖 1-1 所示。

通過蓄熱儲(chǔ)能系統(tǒng)蓄熱和放熱，強(qiáng)度不足，從而使電站正常發(fā)電運(yùn)行[12]。通常形式，效率高，工程上容易實(shí)現(xiàn)，是目前常用的能熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的基本原理，是利用多個(gè)線性槽形定日鏡鏡面吸熱器焦點(diǎn)的中心管上，將管子內(nèi)換熱工產(chǎn)生過熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)組做功發(fā)電[14]。為使熱器通常采用南北方向安裝方式，聚光比通常也大多為 350~390℃[15]，溫度較難提高。吸熱導(dǎo)熱油、水/蒸汽和熔鹽等。槽式光熱發(fā)電吸熱最為廣泛的一種吸熱器是直通式金屬玻璃管，熱阻，且在管子兩端加上密封來補(bǔ)償熱脹冷縮，吸熱裝置分散布置且串并聯(lián)互聯(lián)，輔助加熱，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文業(yè)化光熱發(fā)電形式，槽式熱發(fā)電具有較早的工程化熟，運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)小。其目前首要問題是發(fā)電效率較低數(shù)低于其他形式光熱發(fā)電，能耗大。能熱發(fā)電系統(tǒng)電系統(tǒng)主要由斯特林熱機(jī)和聚光系統(tǒng)組成。聚光器射鏡原理加熱斯特林熱機(jī)，傳熱工質(zhì)可達(dá) 750℃，目前碟式太陽能發(fā)電光電轉(zhuǎn)換率能達(dá)到 30%，是公式[17]。熱發(fā)電效率高，但技術(shù)不成熟，成本高，故障率大電[17]。此外，其結(jié)構(gòu)原理獨(dú)特性使得輸出電力可調(diào)站。圖 1-4 為碟式光熱發(fā)電系統(tǒng)。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 賈培英;趙豐宇;王宏生;;塔式太陽能熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展淺析[J];鍋爐制造;2015年05期

2 陳祥;汪玉華;;不同緯度下光伏電站陰影的影響與分析[J];太陽能;2015年03期

3 蔡靖;王斯穎;;太陽輻射作用下大跨度鋼結(jié)構(gòu)塔架溫度場(chǎng)及應(yīng)力分析[J];河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年06期

4 許佩佩;劉建忠;周俊虎;岑可法;;塔式太陽能熱發(fā)電接收器的研究進(jìn)展[J];熱能動(dòng)力工程;2014年03期

5 徐二樹;胡忠良;翟融融;王貝;;塔式太陽能熱電站系統(tǒng)仿真與分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年11期

6 張強(qiáng)強(qiáng);李鑫;常春;徐立;;多云氣象條件下熔融鹽腔式吸熱器的熱性能分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年08期

7 毛前軍;謝鳴;帥永;談和平;;太陽輻射強(qiáng)度對(duì)太陽能腔式吸熱器熱流密度的影響[J];太陽能學(xué)報(bào);2013年10期

8 王曦之;孫以澤;孟Ze;彭樂樂;;局部陰影條件下光伏陣列輸出特性仿真分析[J];水電能源科學(xué);2013年08期

9 林汝謀;韓巍;金紅光;趙雅文;;太陽能互補(bǔ)的聯(lián)合循環(huán)(ISCC)發(fā)電系統(tǒng)[J];燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù);2013年02期

10 高維;徐蕙;徐二樹;余強(qiáng);;塔式太陽能熱發(fā)電吸熱器運(yùn)行安全性研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年02期

本文編號(hào)：2794974