太阳能高效光伏热电-复合发电技术现状与展望

能源需求增加和环境污染问题日益严峻,能源结构转型是实现全球可持续发展的必然趋势。太阳能发电得益于其资源丰富、分布广泛、洁净无污染等优点而成为新能源利用的首选,太阳能发电包括太阳能光伏发电(PV)和太阳能光热发电(TE)2种,将光伏电池和热电材料互补集成,建立光伏-热电(PV-TE)复合发电系统成为研究重点。文章简要介绍PV-TE复合发电工作原理,总结近年来国内外PV-TE领域研究现状,包括复合发电方式具体存在的一些关键问题,并对未来发展方向做出展望。

沿面/体介质阻挡放电装置的放电及臭氧生成特性

相对于体介质阻挡放电(VDBD),沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体可以更高效地生成反应活性物质,在气体处理方面显示了较高的效率。但沿面放电仅沿介质表面发展,限制了放电等离子体装置处理气体的能力。文中设计了一种新型的沿面/体复合DBD装置,通过在垂直于沿面放电高压电极的上部增加体放电电极,用于扩展等离子体的空间分布并提高活性物质的产量,研究了电极构型、放电气隙、放电电压及气体体积流量等对装置的放电特性及臭氧生成的影响。在空气间隙为4.5mm,外加电压幅值为16kV时,SDBD放电功率为11.2W,VDBD放电功率为4.6 W,复合装置的放电功率为19.7 W;分别测量复合装置中的沿面放电和体放电功率发现,复合装置的沿面放电功较单一沿面放电装置的放电功率提高了1.1倍,而复合装置的体放电功率较单一体放电功率提高了1.9倍。臭氧测试结果表明,复合装置生成的臭氧质量浓度可达3.0 mg/L,分别是SDBD和VDBD的3.8倍和5.0倍。

光伏接入石化电网安全影响分析

为解决光伏系统接入石化企业电网导致的电能质量问题,需要合理规划其接入容量和位置。基于某石化企业电网,利用电力系统仿真软件DIgSILENT,分别进行分布式光伏不同接入位置、不同接入容量的仿真,研究了分布式光伏并网电压、短路电流的影响。根据分析结果,总结了石化企业接入分布式光伏的规律及对电网安全运行的影响,有助于指导分布式光伏接入石化企业电网的规划与运行。

基于有限元分析的电脱盐电极引线电场优化仿真

目前炼油厂电脱盐装置变压器到脱盐罐极板间的电压一般采用单芯电缆多层绝缘结构来导电,这种结构设计往往使引线内部电场强度过高,放电损坏较多。提出了6种多芯铜电极引线结构,利用仿真建模分析了它们的耐电水平和不同电压下电场强度的分布情况,并讨论了电极间隙、绝缘材料、介质厚度等参数对其最大电场强度的影响。结果表明:相同电压下,五芯铜电极的最大电场强度最小,耐压水平最高。激励电压为28 kV时,单芯铜电极最大场强为29.8 kV·mm^(-1),五芯铜电极最大场强仅为7.5 kV·mm^(-1),与三芯和四芯铜电极的最大场强相比分别下降了72.9%和34.8%,具有应用于电脱盐以及各类高压电极引线领域的巨大潜力。

氧化钛纤维改性PEM的性能研究

采用传统碱性水热法制备了末端开口、中空的氧化钛纤维(TNTs),将其掺杂进SPEEK基体,制备了SPEEK/TNTs复合膜。利用SEM、XRD和FTIR检测TNTs的微观形貌、晶型、稳定性,并系统地研究了不同掺杂量TNTs对复合膜质子电导率和吸水率(WU)的影响程度及规律。结果显示:水热法制备的TNTs属于亚稳态结构,较高的比表面积和高长径比的形态结构使纤维极易团聚,这导致TNTs的加入对复合膜的质子电导率产生了负面影响。同时,亲水性TNTs的加入使复合膜的吸水率提升,室温下SPEEK/TNT-5的吸水率(WU)达到24.1%,与SPEEK(WU=20.4%)相比提升了18.1%。

氢泵法分离氢气技术研究现状分析及优化建议

混氢天然气输送技术是近年发达国家提出的氢气输送新方案,该技术利用现有的天然气管道设施,有效避免了大规模输氢管网的建设投资,可以解决氢气规模化长距离运输的难题。电化学氢泵作为一种创新形式的氢气分离提纯装置,相较于传统的氢气分离手段,它对于长距离混输天然气下游用户分离氢气具有较大优势,剩余甲烷等气体可作燃料气继续使用。通过氢泵法分离得到高纯度产品氢气的同时可以对氢气进行压缩输出,进而一步实现氢气的提纯和压缩。