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

1、太陽能的開發(fā)和利用對解決世界能源短缺的問題具有舉足輕重的意義。事實證明，太陽能熱發(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大型碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)為主要研究對象，從以下幾個方面展開了理論分析與探索:
　　(1)運用蒙特卡洛光學(xué)追跡法（Monte Carlo Ray Tracing，MCRT）對集熱子系統(tǒng)進行光學(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。通過反射光損率的計算，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軟件對腔式吸熱器的熱性能進行計算與分析。計算結(jié)果表明:太陽輻射強度對接收器出口溫度影響較大，接收器出口溫度隨著太陽輻射強度的增大而增大。隨著太陽輻照強度的增大，接收器熱損失隨之增大，其中輻射熱損失增幅最大，占的比重也越來越高。當輻射強度為200W/m2時，輻射熱損失占

3、總熱損失的56.4％，而當輻射強度為800W/m2時，輻射熱損失占總熱損失的75.5％。隨著太陽輻照強度的增大，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。當輻射強度為800W/m2時，接收器熱效率為83％，200W/m2時，熱效率為85.3％。
　　(3)根據(jù)燃氣輪機的熱力特性得出隨著太陽輻射強度的增大，接收器出口溫度增大，燃氣輪機做功量增大，熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率也增大。太陽輻射強度對天然氣消耗量影響很大。當太陽輻射強度為

4、700W/m2及以上時，不需要燃料補充，純太陽能就能滿負荷運行。當太陽輻射強度為600W/m2時，熱力系統(tǒng)接近90％負荷運行，當太陽輻射強度為400W/m2以上時，系統(tǒng)可以70％負荷運行，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)運行幾個小時。
　　(4)通過經(jīng)濟性分析得出相對于常規(guī)燃煤電站碟式太陽能電站的投資仍舊很大，且建設(shè)周期長。以太陽能為主要燃料的電站，其能源平均成本依然很高，該碟式太陽能電站的能源平

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