槽式太陽(yáng)能發(fā)電是目前發(fā)展最成熟的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)。雖然太陽(yáng)能熱發(fā)電受天氣影響比較大,但可通過設(shè)置蓄熱系統(tǒng)提高運(yùn)行小時(shí)數(shù)。太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度密度較小,采用槽式聚光獲得的熱能通常處于中低溫范圍,有機(jī)朗肯循環(huán)是中低溫?zé)嵩吹母咝Ю玫睦硐虢鉀Q方案之一。本文建立了基于有機(jī)朗肯循環(huán)的槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng),對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行優(yōu)化,主要內(nèi)容如下:采用SAM軟件對(duì)太陽(yáng)能鏡場(chǎng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),將回路中的聚光集熱裝置看作一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn),分析每個(gè)節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)熱流體進(jìn)出口溫度、質(zhì)量流量以及能量變化情況,建立了集熱場(chǎng)計(jì)算模型;選用雙罐系統(tǒng)為研究對(duì)象,分析計(jì)算每個(gè)蓄熱罐的幾何尺寸及蓄熱介質(zhì)傳熱參數(shù),建立蓄熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;建立了換熱器的計(jì)算模型。最終得到太陽(yáng)能集熱場(chǎng)和蓄熱模塊完整的數(shù)學(xué)模型。利用MATLAB建立了帶回?zé)岬挠袡C(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)性能計(jì)算模型,對(duì)循環(huán)效率、發(fā)電功率及相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算。在此基礎(chǔ)上,將太陽(yáng)能集熱場(chǎng)模型與有機(jī)朗肯循環(huán)性能計(jì)算模型結(jié)合起來(lái),并設(shè)計(jì)了槽式電站的仿真分析系統(tǒng)。利用建立的仿真分析系統(tǒng),以電站年輸出電量、平準(zhǔn)化度電成本、容量因子最佳為目標(biāo),對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的太陽(yáng)倍數(shù)和蓄熱時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行優(yōu)化。計(jì)算結(jié)果表明,當(dāng)太陽(yáng)倍數(shù)為2.5,蓄熱時(shí)長(zhǎng)為6h時(shí),電站的性能達(dá)到最優(yōu)。并通過敏感性分析,對(duì)集熱器前后間距、蓄熱罐罐體高度、蓄熱罐熱損失系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)對(duì)優(yōu)化后的電站,根據(jù)武漢地區(qū)年太陽(yáng)輻射強(qiáng)度分布情況,對(duì)電站的運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化研究。提出了三種電站運(yùn)行方案,針對(duì)不同方案的運(yùn)行方式,對(duì)電站調(diào)度分?jǐn)?shù)進(jìn)行組合搭配,通過計(jì)算電站的評(píng)價(jià)性能參數(shù)及不同典型日的天氣影響下電站的運(yùn)行情況,獲得了年輸出電量最大、運(yùn)行成本最低的最優(yōu)運(yùn)行方式。論文的研究對(duì)帶蓄熱的槽式太陽(yáng)能有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供了一定的參考。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM615
【部分圖文】：

圖 1-4 西班牙 Andasol 電站系統(tǒng)圖牙 Gemasolar 電站為 19.9MW 塔式熔鹽蓄熱電站，于 2011 年 5 月開始emasolar 太陽(yáng)能電站位于西班牙塞維利亞 Fuentes de Andalucia。Gemaso蓄熱技術(shù)，可以保持 15h 熱量存儲(chǔ)，有效的避免了供電不足狀況。Gem統(tǒng)能夠在一年中保持每個(gè)月太陽(yáng)輻射不足的幾天進(jìn)行 24h 發(fā)電ar 是第一個(gè)利用熔鹽為傳熱、蓄熱材料的塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站，該電站型塔式光熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。圖 1-5 為塔式蓄熱電站原理圖

圖 1-4 西班牙 Andasol 電站系統(tǒng)圖 Gemasolar 電站為 19.9MW 塔式熔鹽蓄熱電站，于 2011 年 5 月開asolar 太陽(yáng)能電站位于西班牙塞維利亞 Fuentes de Andalucia。Gem熱技術(shù)，可以保持 15h 熱量存儲(chǔ)，有效的避免了供電不足狀況。G能夠在一年中保持每個(gè)月太陽(yáng)輻射不足的幾天進(jìn)行 24h 發(fā)是第一個(gè)利用熔鹽為傳熱、蓄熱材料的塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電站，該電塔式光熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。圖 1-5 為塔式蓄熱電站原理

圖 1-6 太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電原理圖于基于 ORC 發(fā)電的光熱電站仍處于研究階段，沒有達(dá)到商業(yè)36]等選取四種不同集熱器，利用穩(wěn)態(tài)模型研究 12 種干工質(zhì)在不析表明當(dāng)冷凝溫度為 30℃時(shí)，除真空集熱管外，采用帶回?zé)岬母哂跓o(wú)回?zé)嵫h(huán)的系統(tǒng)，其效率范圍為 9.95~15.98%。李太陽(yáng)熱源結(jié)合 ORC 發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了 3.5kw 的試驗(yàn)機(jī)，通過對(duì)，對(duì)小型 ORC 膨脹機(jī)進(jìn)行了性能評(píng)估。吳曉楠[38]利用 RefproLAB 編制了應(yīng)用于單級(jí)汽輪機(jī)的帶回?zé)岬幕?ORC 發(fā)電的太陽(yáng)取了5種有機(jī)工質(zhì)的熱力學(xué)參數(shù)，得出R245fa適用于150℃的運(yùn) 250℃的運(yùn)行溫度的結(jié)論。件介紹ystem Advsor Model）是由美國(guó) Sandia 實(shí)驗(yàn)、NERAL 實(shí)驗(yàn)室和針對(duì)幾種可再生能源發(fā)電技術(shù)的特性和成本進(jìn)行預(yù)測(cè)的權(quán)威軟

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2822109