太陽(yáng)能塔式發(fā)電結(jié)合超臨界CO₂ Brayton循環(huán)技術(shù)具有高功率及低成本電力供應(yīng)的優(yōu)勢(shì),是實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能高效利用的關(guān)鍵。塔式系統(tǒng)的中央接收器產(chǎn)生的流體溫度可超過(guò)950℃,其在高溫條件下運(yùn)行能夠顯著提高體系熱能儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換效率。然而當(dāng)前大型聚光太陽(yáng)能發(fā)電站中使用的熱能存儲(chǔ)材料NaNO₃-KNO₃（60wt%-40 wt%）的運(yùn)行溫度上限通常低于600℃,因此需要尋找具有更高運(yùn)行溫度及優(yōu)良傳蓄熱性能的熱儲(chǔ)存及傳遞流體。已報(bào)道的多元氯化鹽NaCl-KCl-ZnCl₂（7.5 wt%-23.9 wt%-68.6 wt%）具有優(yōu)良的熱物理性質(zhì)及高溫?zé)岱�(wěn)定性,被美國(guó)SunShot計(jì)劃選擇為高溫?zé)崮艽鎯?chǔ)和轉(zhuǎn)移的潛在候選鹽。但由于NaCl-KCl-ZnCl₂三元氯化鹽的熔點(diǎn)較高,會(huì)導(dǎo)致在寒冷天氣下的管道凍結(jié);以及其儲(chǔ)能密度較低,會(huì)導(dǎo)致體系的設(shè)計(jì)成本升高,因此不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用�；诖�,本工作主要開(kāi)展以下方面的研究:（1）以NaCl-ZnCl₂為基礎(chǔ)熔鹽材料,通過(guò)添加化學(xué)性... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

990-2015年全球能源產(chǎn)能占比趨勢(shì)圖

第1章緒論1第1章緒論能源的利用對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。電能作為一種潔凈，易使用的能量形態(tài)，被廣泛應(yīng)用到動(dòng)力、照明、化學(xué)、紡織、通信、廣播等各個(gè)領(lǐng)域，是滿足人類需求的重要組成部分，也是科學(xué)發(fā)展的不竭動(dòng)力。圖1.1為國(guó)際能源署（Internationalenergyagency，IEA）統(tǒng)計(jì)的關(guān)于1990-2015年全球電能產(chǎn)生來(lái)源的數(shù)據(jù)[1]。結(jié)果表明全球電能需求持續(xù)增長(zhǎng)，化石燃料依然是全球電能的主要提供者，供應(yīng)全球超過(guò)60%的電力。圖1.2為氣候觀察組織（Climatewatch，CW）統(tǒng)計(jì)的1990-2015年全球CO2的排放量趨勢(shì)圖[2]。過(guò)多的化石燃料燃燒直接導(dǎo)致二氧化碳的排放量持續(xù)升高，是造成全球氣候變暖的主要原因�？稍偕茉匆恢笔峭苿�(dòng)全球二氧化碳減排的關(guān)鍵因素，其最終驅(qū)動(dòng)力對(duì)于實(shí)現(xiàn)《能源與氣候政策》規(guī)定的目標(biāo)以及確保各個(gè)國(guó)家在全球能源市場(chǎng)中的未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力都至關(guān)重要。太陽(yáng)能、光伏、風(fēng)能等是實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的可再生能源技術(shù)的主要參與者。到2050年以后，能源生產(chǎn)，分配和使用應(yīng)與可再生技術(shù)的總體能源消耗保持一致。但是目前可再生能源供應(yīng)不能滿足用戶的需求，利用可再生資源的最大挑戰(zhàn)在于其產(chǎn)能受大氣條件，地理位置，經(jīng)濟(jì)和安全等因素影響。在所有可再生能源中，太陽(yáng)能儲(chǔ)量最為豐富，可預(yù)測(cè)的全球太陽(yáng)能資源開(kāi)發(fā)量達(dá)到17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)，因?yàn)樗膳c熱能存儲(chǔ)技術(shù)以及常規(guī)燃料結(jié)合使用，從而使其具有很高的可調(diào)度性，是發(fā)展可再生能源的首眩圖1.11990-2015年全球能源產(chǎn)能占比趨勢(shì)圖Fig.1.1Trendofglobalelectricitygenerationbysourcefrom1990to2015圖1.21990-2015年全球CO2排放量趨勢(shì)圖Fig.1.2TrendofglobalCO2emissionfrom1990to2015

第1章緒論3挑戰(zhàn)是找到新的高溫儲(chǔ)存媒介，提高體系的實(shí)際運(yùn)行溫度上限，以便工廠能夠在理想的條件下運(yùn)行。線性涅菲爾式（LF）集熱系統(tǒng)由排成一排的平面鏡或曲面鏡組成，它們跟蹤太陽(yáng)并將其輻射聚焦在固定的接收器上。這種聚光太陽(yáng)能（CSP）接收器系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單因而降低了成本[4]。但是裝有線性菲涅耳接收器的聚光太陽(yáng)能（CSP）發(fā)電廠的發(fā)電效率最低，僅有8-10％[4]。該技術(shù)目前全世界使用較少，正在使用中的電站有4個(gè)，另有10個(gè)電站正在開(kāi)發(fā)和建設(shè)中，總安裝容量約為373MW，遠(yuǎn)低于其他技術(shù)。其中有2座電站使用熔鹽作為傳蓄熱介質(zhì)，2座電站使用混凝土，4座使用蒸汽蓄能器。盡管就工作溫度和容量而言，線性菲涅耳式（LF）無(wú)法與拋物線槽式（PT）和太陽(yáng)能塔式發(fā)電（PTO）競(jìng)爭(zhēng)，但這些發(fā)電廠適用于小型地面設(shè)施和小型機(jī)組，以補(bǔ)充火力發(fā)電廠的不足，填補(bǔ)屋頂太陽(yáng)能集熱器與大規(guī)模發(fā)電設(shè)備之間的空白。拋物線碟式發(fā)電（DP）使用碟形拋物面反射鏡，將陽(yáng)光能集中并聚焦到接收器上。這種太陽(yáng)能集熱方法可以在最高800℃的工作溫度下運(yùn)行[7]。碟式系統(tǒng)是最高效的聚光太陽(yáng)能（CSP）技術(shù)，可提供高達(dá)25-50％的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率[8]。同時(shí)，拋物線碟式系統(tǒng)是目前最昂貴的聚光太陽(yáng)能（CSP）收集器。迄今為止，還沒(méi)有安裝大型的碟式聚光太陽(yáng)能（CSP）發(fā)電廠，僅有兩家3MW的發(fā)電廠分別于2010年和2013年在美國(guó)建造，但并未實(shí)際運(yùn)行。截止到2021年，也沒(méi)有任何委托或在建的拋物線碟式發(fā)電（DP）系統(tǒng)。圖1.3現(xiàn)階段CSP技術(shù)類型Fig.1.3GenerallyacceptedCSPtechnologytypes

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Experimental study of viscosity characteristics of hightemperature heat transfer molten salts[J]. CHEN YongChang*,WU YuTing,REN Nan & MA ChongFang Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation,Ministry of Education and Key Laboratory of Heat Transfer and Energy Conversion,Beijing Education Commission,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China.  Science China（Technological Sciences）. 2011(11)
[2]Study on the NaCl-CaCl2 Binary System[J]. Qiao Zhiyu;Du Ailing;Mo Wenjing;Zhi Jinbiao;Wang Mingsheng;Zheng Chaogui;Duan Shuzhen Dept.of Physical Chemistry,University of Science and Technology Beijing Former Beijing University of Iron and Steel Technology Dept.of Chemistry,Peking University..  Rare Metals. 1989(01)

博士論文
[1]多元熔鹽儲(chǔ)能材料的相圖熱力學(xué)計(jì)算及熱物性研究[D]. 李想.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所) 2019



本文編號(hào)：3421392