【摘要】：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致能源消耗加劇,環(huán)境污染問題也隨之越發(fā)嚴(yán)峻,節(jié)能減排和開發(fā)可再生能源成為解決問題的有利途徑。國內(nèi)外研究證明太陽能熱的中高溫利用可以實(shí)現(xiàn)熱發(fā)電,解決目前常規(guī)能源短缺的現(xiàn)狀。本課題首先介紹了國內(nèi)外當(dāng)前的能源形勢(shì)以及云南省的實(shí)際情況,指出課題研究的可行性；其次介紹了國內(nèi)外太陽能熱利用的研究和發(fā)展?fàn)顩r,根據(jù)本課題的前期研究成果最終提出太陽能熱利用發(fā)電的意義。 課題組前期的研究表明,云南省作為以旅游發(fā)展為主的地區(qū),在省內(nèi)工業(yè)園區(qū)進(jìn)行集中供電供熱具有很好的經(jīng)濟(jì)前景和環(huán)境效益,同時(shí)利用云南省得天獨(dú)厚的氣候和太陽能條件,發(fā)展太陽能熱電系統(tǒng)具有可行性,并得出以太陽能資源為主發(fā)展太陽能-輕柴油互補(bǔ)的分布式能源系統(tǒng)具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。課題組前期太陽能資源利用的研究中存在集熱效率不高、保溫及換熱效果不理想等問題,本課題在課題組前期研究成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行,有針對(duì)性的進(jìn)行深入的研究,以期解決以上問題。 本課題主要針對(duì)課題組前期研究中存在的問題分別進(jìn)行研究,具體包括提高系統(tǒng)的集熱效率、換熱效率和保溫效果,設(shè)計(jì)承壓設(shè)備進(jìn)行了產(chǎn)生蒸汽的實(shí)驗(yàn),課題主要集中在研究利用太陽能中溫(200℃)的階段,為中高溫的利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 第一,為提高系統(tǒng)的集熱效率,在課題組原來實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化,采用槽式太陽能代替太陽能灶,并得出最佳的實(shí)驗(yàn)條件為導(dǎo)熱油的流速為1m3/h,水的流速為0.22m3/h；在最佳實(shí)驗(yàn)條件下利用設(shè)計(jì)的承壓儲(chǔ)水箱進(jìn)行產(chǎn)生蒸汽的實(shí)驗(yàn),得出在加熱時(shí)間2.8h時(shí),可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)水路的壓力達(dá)到0.12MPa,產(chǎn)生蒸汽。 第二,為研究系統(tǒng)儲(chǔ)熱及保溫效果,本課題分析了各種儲(chǔ)熱方式及儲(chǔ)熱材料,并采取顯熱儲(chǔ)熱的儲(chǔ)熱方式,以導(dǎo)熱油和水分別作為儲(chǔ)熱材料進(jìn)行了儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn),得出較優(yōu)的儲(chǔ)熱條件及儲(chǔ)熱方式,為后期實(shí)驗(yàn)提供了理論基礎(chǔ),同時(shí)在課題組原實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)保溫措施以期提高系統(tǒng)的保溫效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在中溫條件下(200℃)導(dǎo)熱油作為儲(chǔ)熱介質(zhì)單位時(shí)間儲(chǔ)熱量為298J/s,高于水的儲(chǔ)熱效果；在中溫條件下進(jìn)行保溫實(shí)驗(yàn),采用改進(jìn)后的保溫措施,系統(tǒng)的熱量損失率也會(huì)有不同程度的降低,系統(tǒng)溫度均由200℃開始降低,到溫度下降到70℃時(shí),新系統(tǒng)的熱量損失速率為2312J/s；系統(tǒng)溫度由70℃下降到環(huán)境溫度(21℃)時(shí),新系統(tǒng)的熱量損失速率為876J/s。此外,進(jìn)行了儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)中保溫條件的優(yōu)化設(shè)計(jì),得出在當(dāng)前實(shí)驗(yàn)條件下環(huán)境溫度對(duì)儲(chǔ)熱系統(tǒng)保溫效果的影響最大。 第三,為提高系統(tǒng)的換熱效率,將課題組原沉浸式蛇管換熱器更替為板式換熱器,并通過兩套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的對(duì)比得出換熱效率高低與集熱系統(tǒng)的集熱效果之間關(guān)系不大的結(jié)論。 通過本課題的研究優(yōu)化了系統(tǒng),得出了預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果,并為課題組的進(jìn)一步推進(jìn)提出了理論數(shù)據(jù),針對(duì)在研究過程中遇到的問題提出了后期研究需要改進(jìn)的方面和研究的方向。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK513

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2753918