浅谈熔盐塔式太阳能吸热器吊装策划

大力发展新能源,逐步用非化石能源替代化石能源,是确保我国能源安全、实现经济的可持续发展、减少污染物和温室气体排放的国家的能源发展战略。由于风力发电和光伏发电持续稳定性较差,在没有稳定电源调节的情况下,间歇式电源只能充当电量的补充角色,无法成为电力的可靠保障者。熔盐塔式太阳能发电站是利用众多的定日镜,将太阳辐射光反射并积聚到吸热塔顶部的熔融吸热器中,加热熔融盐流体,同时,通过配置储热系统,光热发电机组能够维持稳定的发电负荷,光照强度变化对其影响较小,如果有足够大容量的储热系统,机组可进行24h满负荷连续发电。除此之外,熔盐塔式太阳能发电站具有规模大、热损耗小、温度高的特点,所以可以进行规模化建设。     

浅谈摩洛哥努奥150MW塔式光热电站熔盐泵安装要点

太阳能光热发电(Concentrated Solar Power,CSP)是一种太阳能聚光热发电技术,依靠各种聚光镜面将太阳的直接辐射(DNI)聚集,加热中间导热介质,然后再通过导热介质加热水产生高温蒸汽,推动汽轮机发电。目前主要的CSP技术路线有槽式、塔式、碟式和菲涅尔式等多种,但是在全球范围内推行最广的是槽式和塔式,摩洛哥努奥二期200MW槽式和三期150MW塔式光热电站,是截止目前全球单机容量最大的槽、塔光热电站,其中熔盐泵作为动力岛和核心设备之一,因此其安装质量上是技术人员的重点关注对象,其安装质量直接影响到整个动力系统运行的稳定性,下面就对三期光热电站熔盐泵安装进行分别进行介绍。熔盐泵是光热电站中的重要动力设备,其安装的质量好坏会直接影响到动力系统运行的稳定性,该文借摩洛哥努奥三期塔式光热项目,介绍了熔盐泵的主要安装步骤和控制要点。     

塔式太阳能热发电吸热器技术研究进展

近年来,塔式太阳能热发电技术得到了迅猛发展,大量实验和运行数据充分证明了其技术可行性和商业应用前景.文中较系统的回顾了塔式太阳能热发电系统吸热器技术的发展历程及现状,对应用较为广泛的熔盐吸热器、空气吸热器及水/蒸汽吸热器作了详细的分析,并展望了我国开展塔武太阳能热发电应用研究的发展方向.     

基于超临界CO_2布雷顿循环的塔式太阳能集热发电系统

为了提高太阳能热发电系统的性能,建立了以熔融盐为传热介质、再压缩式超临界CO2布雷顿(SCO2)循环为动力循环的塔式太阳能集热发电系统的分析模型,分析了定日镜、腔式吸热器、再压缩式SCO2发电系统3个子系统的性能,并研究了太阳辐射强度和采用不同底循环的SCO2发电系统对整个电站性能的影响,最后对采用不同类型的蒸汽动力循环和SCO2循环为动力子系统的5种塔式太阳能集热发电系统进行了对比。结果显示:吸热器的能量损失率最小,但损失率最大;随着太阳辐射强度增大,吸热器和整个电站的热效率和效率均增大;采用有机朗肯循环和跨临CO2(TCO2)循环作为底循环对SCO2发电系统进行余热回收,可提高整个电站的热效率,并且SCO2-TCO2循环具有更高的热效率;相同条件下,不同的SCO2循环均比蒸汽动力循环具有更高的热效率和效率,其中基于SCO2-TCO2的塔式太阳能电站热效率最高。     

关于光热电站定日镜单镜校准研究和分析

在环保要求越来越重要的今天,太阳能光热电站在清洁能源利用中的地位越来越重要,太阳能的合理与充分利用有利于提高光热电站效率。太阳能光热发电技术是指利用聚光器收集太阳能,通过接收器转换成热能,加热工质,驱动热动力装置进行发电的技术;定日镜是塔式太阳能光热电站太阳光热能重要组成部分。该文重点介绍定日镜部件组成、坐标系确定以及校准工作,用于后续项目定日镜调试借鉴参考。     

两种不锈钢在氯化物熔盐环境中的腐蚀行为研究

以盐湖水氯镁石资源化利用为目的,研究了太阳能光热发电系统中,NaCl、KCl、MgCl2?6H2O和CaCl2四种氯化物熔盐储热介质在900℃下对201不锈钢和304不锈钢的腐蚀行为.采用SEM分析手段对腐蚀产物形貌进行表征.结果表明:两种金属材料在4种氯化物熔盐中均有不同程度的腐蚀,在MgCl2?6H2O熔盐中的腐蚀...     

高温固液相变吸热器研究现状与发展

高温熔盐相变蓄热是空间站太阳能热动力发电系统的关键技术之一,吸热/蓄热器是其关键部件,它的传热性能直接影响到整个动力系统的性能。文中着重从结构设计方面介绍了近年来国内外空间太阳能动力装置吸热/蓄热器的研制情况,概括了研究中存在的主要问题并指明了今后高温固液相变吸热器研究及发展的方向。     

吸热过程光-热耦合特性及复杂非稳态传热机理研究

太阳能热发电是太阳能的高品位利用方式,吸热器是太阳能热发电系统中用于聚光太阳辐射能与热能转换的核心部件。根据聚光器类型、传热介质、运行压力和温度的不同,吸热器主要有真空管式和腔体式两种类型。该课题针对极端条件(时空分布随机变化的高温、高热流密度),以提高吸热器吸热效率为目的,研究吸热器内辐射-导热-对流耦合的传热机理,构建设计各类吸热器需要遵循的理论架构,设计新型高效稳定的吸热器。该课题的研究对太阳能热发电的规模化进程具有非常重要的意义。实现了基于蒙特卡罗光线追踪法的自编数值模拟程序,获得了槽式、塔式和碟式吸热器吸热面上的聚焦太阳能流分布,实现了蒙特卡罗光线追踪法和用于求解流动传热问题的有限容积法的耦合,研究了太阳辐射由镜场到吸热器的一体化传播过程。研究了槽式太阳能吸热器内的流动换热特性,建立了槽式DSG集热器的稳态传热计算模型和动态模型,开发了两类管内强化传热技术;基于DSMC方法建立真空管空气夹层内稀薄气体传热模型;耦合管内对流传热、管壁导热、真空夹层稀薄气体传热及辐射传热、管外对流传热及辐射传热,可望建立真空管吸热器的跨尺度传热模型的数值预测方法。建立了腔式水工质吸热器和腔式熔融盐吸热器吸热性能的数学模型,获取了吸热器内部热流密度和吸热管道温度的分布规律以及吸热器的热损失。结合腔式吸热器热性能的数学模型,提出了由吸热器所需净能量推算吸热器开口所需太阳光能量的计算模型,发展了腔式吸热器启动过程性能模拟的数学模型,获得了吸热器启动过程开口所需能量数据曲线,吸热器启动过程的效率曲线和热损失曲线。研究了高温高压下空气吸热器内复杂耦合换热机理,分析了安装倾角、入口工质温度与质量流量等重要参数对有压腔式吸热器换热性能的影响;运用十四面体模型模拟多孔材料的内部结构,研究了多孔吸热结构内的对流传热特性。设计了搭建了太阳能空气吸热器实验平台,采用氙灯阵列模拟太阳辐射,多孔吸热材料表面可接受的辐射功率范围可达10 k W,热流密度可达2×106 W/m2;设计搭建了槽式DSG太阳能热发电实验研究系统,设计压力10 MPa、温度400°C,利用该实验系统除了对槽式DSG热发电系统进行试验研究外,还能对槽式热发电的集热器、聚光器的性能进行测试。     

太阳能热发电的多级蓄热技术研究进展

在太阳能光热发电系统中,采用水工质作为传热介质,吸热后产生高温高压蒸汽直接驱动汽轮机,可有效减少热量传递过程中的能量损失,因而具有很好的应用前景.水工质在蓄/放热过程中会发生相变,单一显热蓄热技术难以与水工质的温-焓曲线匹配,从而产生较大(火用)损.嵌入与水工质温焓曲线相匹配的显热-潜热多级蓄热系统是有效减少系统(火用)损失、提高蓄热能力的重要途径.首先,介绍了太阳能光热发电中常用的显热蓄热技术及其优缺点;其次,给出了适用于太阳能光热发电的潜热蓄热技术;再次,从实验研究、理论分析和数值模拟3个层面对显热-潜热多级蓄热技术的发展现状进行了重点介绍;最后,指出了太阳能直接蒸汽发电系统中多级蓄热技术的研究目标和方向.     

新型熔盐太阳能发电方法

美国太阳能研究人员最近发明了一种新型熔盐太阳能发电方法。它不象以往的太阳能热水器那样使太阳光加热管中的液体,而是将熔(火鬲)盐沿墙壁分级排列,使太阳光线直接照射熔(火鬲)盐,从而将太阳能转化为电能。这种太阳能发电方法操作简单,能量转化效率高;没有热量从管中损失,操作温度极限值也较大。     

塔式太阳能定日镜控制系统综述

概述塔式太阳能发电系统中定日镜硬件设计及控制方式研究现状。通过对镜场控制系统分析,论述定日镜场控制方案优缺点,指出现有定日镜控制中,最大难点在于通过何种方式使定日镜实现对太阳实时、有效跟踪,诸如镜场中定日镜以何种方式排列、不同天气情况下如何控制定日镜等;提出以可编程控制器(Programm able Logic Controller,PLC)为主体的定日镜控制整体思路,并对未来塔式太阳能定日镜控制系统研究发展做出展望。     

一种聚光光伏/光热混合发电系统的能量分析(英文)

为了提高聚光光伏系统的能量利用效率,本文提出了一种新型的聚光光伏/光热混合发电系统.该系统主要由带有蒸发冷却装置的聚光光伏模块、光热接收器和有机朗肯循环组成.液体有机工质在冷却聚光光伏模块时吸热蒸发,而后流经外围低聚光光热接收器时加热成为过热蒸汽,最终经由有机朗肯循环发电.针对该混合发电系统,本文提出了稳态模型,并进行了系统能量分析.结果表明利用聚光光伏模块外围的低聚光能量可以有效产生较高温度的过热蒸汽.当聚光比为500倍时,该系统可以将整体光电转换效率从传统的聚光光伏电池的28.4%显著提高到44%.因此,该混合发电系统为太阳能的更高效率发电提供了新的发展方向.     

塔式系统圆形镜场中余弦效率分布的研究

定日镜在接受和反射太阳辐射能至吸热器的过程中,存在着诸多损失。不正当的聚光镜场布置方案将引起过量的损失,其余弦损失所占的比例最大。因而有必要对定日镜处于不同坐标位置的余弦效率进行研究。首先建立了塔式太阳能热发电中余弦效率的数学模型。其次通过对阴影和阻挡损失——聚光场密度的折衷考虑,选择规则且灵活的放射状交错排列方式,得到圆形聚光镜场。最后在圆形镜场中对夏至日不同时间的余弦效率进行仿真,并从仿真结果中得到一些结论。基于这些结论,可重新定义定日镜的布置方案和检修策略,以便于获得更多的太阳辐射能,降低其成本。     

太阳能光热发电系统探究及其展望

能源短缺是目前世界各国发电能源使用中遇到的最大难题,为了满足社会和经济发展对电的需求,各国科研人员致力于可再生能源的利用与研发。太阳能光热发电技术主要是利用太阳光聚热进行发电。本文主要对太阳能光热发电技术的进行了相关的分析,并同时详细阐述了槽式、塔式和碟式3种热发电系统及其存在的问题,以及对太阳能光热发电技术进行展望。     

大型阵列式太阳能热发电定日镜跟踪系统设计

为了有效提高太阳能塔式发电系统的发电效率,采用视日运行轨迹跟踪和光电跟踪相结合的方案,设计了双轴定日镜跟踪装置。首先介绍了时角和赤纬角以及太阳高度角和方位角的计算公式,进而推导出了定日镜的高位角和方位角计算方程,并以此为依据设计了一种基于太阳位置算法的双轴跟踪控制系统。理论分析与实验结果表明,该装置能够准确跟踪太阳,并且能有效提高太阳能的利用率。     

太阳能腔式吸热器自然对流热损的数值研究

腔式吸热器是碟式太阳能热发电系统的一个重要组成部分,它的性能优劣直接影响到整个发电系统的效率。重点分析了腔式吸热器的自然对流热损,建立了6种典型腔式吸热器的二维模型,选用FLUENT6.3计算了在开口直径为10cm,壁温为400℃,倾角α=0°条件下的6种腔式吸热器的内部自然对流热损失。计算和比较发现,球形吸热器的内部对流热损比其他5种吸热器平均低10%。通过计算球形吸热器在不同Aw/Al(内表面积/开口面积)和不同倾角下的对流热损大小,发现球形吸热器的对流热损随倾角的增大而显著减小,在α=0°(开口朝侧面)时最大,α=90°(开口垂直向下)时最小;计算得到球形吸热器的最佳Aw/Al值为8～10。     

太阳能光热发电系统中储热材料研究进展

太阳能光热发电相对光伏发电具有低污染、高效率的优点。由于太阳光照的波动性和夜间无光的特点,限制了光热发电系统的稳定性,提出利用储热技术克服阳光不足和夜间无光照的制约。储热系统可分为显热储热、相变储热和化学储热。具有太阳能光热发电应用前景的储热材料主要有熔融盐(钠盐和钾盐)、高温储热混凝土和相变合金。     

太阳能塔式电站“聚光-吸热”系统动态仿真及实验对比最终报告

该研究以中国MW级的塔式太阳能热发电站"大汉"为研究对象,对全系统中区别于常规电站部分的"聚光-吸热"系统进行数学建模与动态仿真,深入研究系统在外界环境扰动下"光-热"转换过程中系统各参数的静态以及动态特性,为实际电站运行提供指导。其主要研究内容和结果如下:在聚光系统(定日镜场)的建模与分析方面:利用基于"蒙特卡洛"的光线追迹法建立了"大汉"定日镜场中心点聚焦和非中心点聚焦的光学数学模型。通过此模型,不仅对腔式吸热器内表面的太阳入射能流密度的实时变化进行了模拟,而且对于全年典型天(春(秋)分日、夏(冬)至日)吸热器腔内能流密度分布规律的变化进行了深入分析。通过实验对比,验证了所建模型的有效性。在吸热系统(腔式吸热器)的建模与分析方面:利用模块化建模方法,根据质量、能量以及动量守恒定理,建立了吸热系统的非稳态全工况的热物理数学动态模型。该模型不仅能够对腔内管中单相流体(水/蒸汽)吸热过程中各参数的变化进行仿真,而且还能够对管内水工质因吸热而发生相变过程中的参数变化进行动态仿真。在耦合系统("聚光-吸热"系统)的建模与分析方面:基于"STAR-90"仿真平台上搭建了"聚光-吸热"耦合系统的仿真模型。在此基础上,通过对系统输入条件的改变,研究了系统在外界输入条件扰动下各参数的动态变化特性,同时对结果进行了详细的分析。同时,为了验证所建模型的有效性,基于上述平台搭建的"聚光-吸热"系统仿真模型,通过输入和"大汉"电站实验过程中相同的初始条件以及操作步骤,对模拟结果和实验结果进行了对比验证。结果表明,该论文所建立的模型具有较高的可靠性。     

太阳能光伏新风系统性能研究

将光伏电池板发电与建筑新风系统结合,提出了一种太阳能光伏新风系统,利用光伏发电的同时利用光热预热新风,建立了太阳能光伏新风系统实验平台,并对其冬季工况进行研究,结果表明:太阳能光伏新风系统的平均发电效率为12.7%,平均集热效率为24%,一次能源利用效率为57.3%;实现了对太阳能的光热、光电综合利用,不仅可以提高光伏电池板的发电效率,而且通过对光伏底板热量的回收利用对冬季室外新风加热;太阳能光伏新风系统能使建筑能耗大幅度降低,真正实现建筑节能,同时也达到了通风换气的目的,改善了室内空气品质,提高了房间舒适度.为建筑节能和光伏建筑一体化系统应用提供一种新方法.     

太阳能光热光电转换与建筑栏杆一体化系统设计

针对建筑能耗的消费特点、太阳能光热光电转换技术的应用情况及河南省太阳辐照强度,提出了太阳能光热光电转换与建筑栏杆一体化的设计方案,设计了供热、供电的建筑栏杆,并对该系统的发电量、发电功率和进出水温度进行了测试,结果表明该系统太阳能光电板发电功率最高为240.4 W,最低为87.2 W;当天发电度数最高为2.5 kW·h,平均每天发电度数为1.51 kW·h;太阳能热水器水箱进出水最高温差为34.8℃,最低温差23.3℃,平均温差约30.67℃,系统运行稳定良好.为太阳能与建筑一体化应用的发展提供了理论依据.