不同熱機(jī)循環(huán)下碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)熱力學(xué)分析.pdf

1、能源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)峻，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)可以利用豐富的太陽(yáng)能資源為全球提供廣泛的電力支撐，是未來(lái)解決能源問(wèn)題的發(fā)展趨勢(shì)。碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)具有高效的光電轉(zhuǎn)換率，令其成為最有潛力的太陽(yáng)能熱發(fā)電方式。碟式系統(tǒng)目前尚未進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作，需要對(duì)其系統(tǒng)性能的優(yōu)化做進(jìn)一步研究。本文對(duì)不同熱力循環(huán)下碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的熱機(jī)進(jìn)行性能比較，并對(duì)碟式斯特林系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
　　本文首先應(yīng)用有限時(shí)間熱力學(xué)方法，對(duì)適用于碟式系統(tǒng)的兩種循環(huán)（布雷頓循環(huán)和斯特

2、林循環(huán)）的運(yùn)行性能和適用范圍做了分析和比較，并根據(jù)分析結(jié)果選擇斯特林循環(huán)作為碟式系統(tǒng)中熱機(jī)的循環(huán)方式。然后基于施密特理論，對(duì)α型、β型和γ型斯特林機(jī)建立了等溫模型，推導(dǎo)了三種斯特林機(jī)的輸出功率計(jì)算方程，根據(jù)該方程比較了這三種熱機(jī)的性能特點(diǎn)，并依據(jù)比較結(jié)果選擇α型斯特林機(jī)作為碟式系統(tǒng)的熱機(jī)。最后將碟式聚光器模塊和斯特林機(jī)模塊耦合起來(lái)，建立碟式系統(tǒng)的熱力學(xué)模型，并推導(dǎo)了系統(tǒng)性能與太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度、采光面積、聚焦比、相位角、行程容積比、死容積比

3、、膨脹腔內(nèi)附帶死容積配比和溫度比等參數(shù)的關(guān)系式，根據(jù)關(guān)系式研究長(zhǎng)沙地區(qū)夏季一天內(nèi)太陽(yáng)能熱-功效率的的變化特點(diǎn)，優(yōu)化了聚焦比、相位角和行程容積比這三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，比較分析了與死容積相關(guān)的幾個(gè)不可逆因素對(duì)系統(tǒng)性能的綜合影響，討論了溫度比的合理取值范圍。
　　本文對(duì)適用于碟式熱發(fā)電系統(tǒng)的各類熱機(jī)性能進(jìn)行了比較，所得結(jié)論對(duì)碟式系統(tǒng)的熱機(jī)選型提供了理論依據(jù)。建立了碟式系統(tǒng)輸出功率和效率與各性能參數(shù)的關(guān)系式，其優(yōu)化結(jié)果對(duì)碟式系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)具有重