大型碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)熱性能及經(jīng)濟(jì)性分析.pdf

1、太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用對(duì)解決世界能源短缺的問(wèn)題具有舉足輕重的意義。事實(shí)證明，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)可以在某種程度上取代常規(guī)的發(fā)電技術(shù)。本文以70kW大型碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，從以下幾個(gè)方面展開(kāi)了理論分析與探索:
　　(1)運(yùn)用蒙特卡洛光學(xué)追跡法（Monte Carlo Ray Tracing，MCRT）對(duì)集熱子系統(tǒng)進(jìn)行光學(xué)模擬，得到不同輻射條件下的接收器內(nèi)腔壁面能流密度分布及光學(xué)效率。通過(guò)反射光損率的計(jì)算，可以得出圓柱形接收器

2、反射光損較小，接收器具有較好的捕捉光線能力，反射光線不易逸出。
　　(2)建立腔式接收器的數(shù)值傳熱模型，將光學(xué)模擬得到的接收器內(nèi)腔壁面熱流密度作為邊界條件，利用CFD軟件對(duì)腔式吸熱器的熱性能進(jìn)行計(jì)算與分析。計(jì)算結(jié)果表明:太陽(yáng)輻射強(qiáng)度對(duì)接收器出口溫度影響較大，接收器出口溫度隨著太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的增大而增大。隨著太陽(yáng)輻照強(qiáng)度的增大，接收器熱損失隨之增大，其中輻射熱損失增幅最大，占的比重也越來(lái)越高。當(dāng)輻射強(qiáng)度為200W/m2時(shí)，輻射熱損失占

3、總熱損失的56.4％，而當(dāng)輻射強(qiáng)度為800W/m2時(shí)，輻射熱損失占總熱損失的75.5％。隨著太陽(yáng)輻照強(qiáng)度的增大，由于接收器熱損失的快速增大使得接收器熱效率隨之降低。當(dāng)輻射強(qiáng)度為800W/m2時(shí)，接收器熱效率為83％，200W/m2時(shí)，熱效率為85.3％。
　　(3)根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的熱力特性得出隨著太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的增大，接收器出口溫度增大，燃?xì)廨啓C(jī)做功量增大，熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率也增大。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度對(duì)天然氣消耗量影響很大。當(dāng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為

4、700W/m2及以上時(shí)，不需要燃料補(bǔ)充，純太陽(yáng)能就能滿負(fù)荷運(yùn)行。當(dāng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為600W/m2時(shí)，熱力系統(tǒng)接近90％負(fù)荷運(yùn)行，當(dāng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度為400W/m2以上時(shí)，系統(tǒng)可以70％負(fù)荷運(yùn)行，不需要添加天然氣。即在晴朗的白天，電站可以完全不需要附加天然氣連續(xù)運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)。
　　(4)通過(guò)經(jīng)濟(jì)性分析得出相對(duì)于常規(guī)燃煤電站碟式太陽(yáng)能電站的投資仍舊很大，且建設(shè)周期長(zhǎng)。以太陽(yáng)能為主要燃料的電站，其能源平均成本依然很高，該碟式太陽(yáng)能電站的能源平

5、均成本LEC為2.046(￥)/kW·h。因此目前太陽(yáng)能電站依然要依靠政府的補(bǔ)貼，實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)還有很大的難度。太陽(yáng)能與天然氣聯(lián)合的電站能源平均成本LEC為0.74(￥)/kW·h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以太陽(yáng)能為主的發(fā)電模式下的成本。因此目前，這種太陽(yáng)能與天然氣互補(bǔ)的ISCC系統(tǒng)可以有效的降低成本，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的供電。通過(guò)敏感性分析可以看出，電站上網(wǎng)電價(jià)和電站的基礎(chǔ)投資對(duì)于電站的經(jīng)濟(jì)性具有很大的影響，均大于天然氣的價(jià)格對(duì)電站的經(jīng)濟(jì)性影響。因此，合理的