太阳能辅助热电联产机组供热、发电及调峰性能分析

针对新能源存在不稳定性导致电网调峰问题日益严重的现状,结合较为成熟的光煤互补发电技术及多热源联合供热调峰系统,设计光煤混合供热发电系统,使热电联产机组具有一定的调峰能力。以某300 MW热电联产机组为研究对象,利用Ebsilon Professional软件搭建发电、供热可灵活调节的太阳能辅助热电联产系统,基于供热机组实际双机运行工况,在保证供热负荷前提下,分析太阳能辅助双机热电联产机组耦合方式,比较耦合前后双机调峰性能。结果表明:凝汽器出口与太阳能集热系统换热器间的管道上设置动态节流阀,改变太阳能集热系统辅助供热机组的运行模式,能够实现发电、供热、调峰一体系统的灵活运行;其中,以太阳能集热系统仅用于补充供暖的运行方式调峰能力最强,太阳能辅助单机供热前后调峰容量比值为0.76,太阳能辅助双机供热前后调峰容量比值为0.55,太阳能辅助承担最大供热负荷的1号机组在调峰容量及调峰补偿上效果最佳。

太阳能热发电用熔盐储热材料金属相容性研究

为分析第三代太阳能热发电技术熔盐与低温罐选材的相容性,该文以一种低熔点(142℃)、高分解温度(>700℃)的混合熔盐为腐蚀环境,通过静态腐蚀实验研究碳钢(A515Gr70)和两种低合金钢(Q345R、15CrMoR)在450℃混合熔盐中的腐蚀行为。采用失重法测量不同金属的腐蚀速率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱仪(EDS)对金属腐蚀表面的微观形貌、相组成和微区成分进行分析。结果表明:碳钢不含有耐腐蚀元素Cr、Ni和Mo,腐蚀速率最大。15CrMoR表面氧化层以疏松多孔的Fe_(2)O_(3)为主,不能阻止熔盐浸入金属基体内部,导致氧化程度加重,耐腐蚀性较差。Q345R表面氧化层由致密性好的FeCr2O_(4)、NiO和TiO_(2)组成,对金属基体具有保护性,耐腐蚀性最佳。

下一代太阳能热发电中固体颗粒吸热器研究进展

以化学惰性的固体颗粒作为下一代太阳能热发电系统中的传热流体和储热介质,可以使集热和储热系统的运行温度超过800℃,有望大幅度提高太阳能热发电系统的年均发电效率,进而降低发电成本。固体颗粒吸热器是太阳能热发电系统中的核心设备,国内外研究团队提出了多种技术方案。该文根据颗粒流动方式的不同对各种固体颗粒吸热器技术进行分类,并对各种固体颗粒吸热器技术的研究进展进行介绍,重点阐述了优化吸热器结构和颗粒流动特性对吸热器热性能的提升作用。此外,通过各种固体吸热器热性能参数的对比分析,结合其运行特征总结出面临的技术挑战,并提出相应的优化策略,可为固体颗粒吸热器的优化设计提供指导。

适用于下一代太阳能热发电的集热颗粒磨损特性研究

以铝矾土惰性颗粒为研究对象,使用三腔磨损试验台获取颗粒耐磨性能和粒径分布变化规律,颗粒120 h磨损率约2.5%,粒径分布演变模型中转化比例符合正态分布(σ=1/2,d_(s)=4d)时模拟效果最好。提出磨损转换系数,通过引入磨损耗散能量作为中间量,将磨损测试设备中获取的颗粒磨损特性推广到实际太阳能热发电系统中。以100 kW太阳能热发电系统为例,计算得铝矾土惰性颗粒在系统各设备间循环一次的磨损相当于在三腔磨损试验台中运行0.0114 h,从而获得系统补料策略。

聚光太阳能SCO_(2)热发电系统性能分析与优化设计

针对聚光太阳能超临界二氧化碳(SCO_(2))热发电系统展开研究,构建系统热力学性能分析模型,分析集热侧、动力循环侧的性能,揭示系统集热-蓄热-热功转化之间的相互匹配特性规律,综合分析比较不同集热器、储热工质、动力循环组成的聚光太阳能SCO_(2)热发电系统的全年发电量和年均光-电转化效率,并对系统参数进行优化设计。结果表明:与线性菲涅尔式、槽形抛物面式聚光方式相比,塔式聚光方式的集热量受季节影响小,单位面积上全年集热量最高,全年集热效率约43%;增大高温储罐工质温度或降低低温储热罐工质温度能增大系统年发电量与年均光-电转化效率;采用塔式集热、NaCl-KCl-MgCl_(2)高温熔融盐、再压缩式超临界CO_(2)循环的聚光太阳能热发电系统具有最佳热力学性能。

塔式太阳能热发电站吸热塔的电气系统设计要点分析

通过对塔式太阳能热发电站吸热塔的负荷特性和电气设备布置进行分析,并对吸热塔电气系统的接线方案及盘柜布置要点进行了总结。分析结果表明:1)根据吸热塔负荷需求,推荐采用电动机控制中心(MCC)就地布置和不间断电源(UPS)综合利用的设置原则,并给出了典型的电气设备布置方案及影响其布置的因素;2)根据吸热塔的结构特点及检修需求,确定了吸热塔电气配电室内电气盘柜采用“上进上出线”的方式、电缆采用竖向电缆通道及单层梯式桥架多排敷设的方案;3)根据电缆铠装型式及特点,建议塔内动力电缆选用钢丝铠装。该设计方案可有效提高塔式太阳能热发电站吸热塔电气系统的合理性、可靠性及运行检修维护的便利性,对电气系统的设计具有重要的参考意义。

太阳能热发电工程建造成本构成研究

由于太阳能热发电工程已投产实际资料少,从而使得投资控制的效果不够客观。本文对槽式、塔式、线性菲涅尔式三种不同型式已投产的项目调研分析,通过了解相关系统工艺构成、技术经济性分析、建造工艺组成及成本构成,从而更好地控制项目成本。对即将迎来的项目规模化起到了重要的促进作用,同时促进太阳能热行业高质量发展。

塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统研究进展

太阳能热发电技术受益于热能的可存储性,相较于光伏发电技术,其具备更好的调峰、调度及储能能力。综述了国内外在塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统方面的研究进展,在无线控制系统方面,从安全性、传输距离及经济性角度重点比较了ZigBee、射频、蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术,以及星型、树状、网状、环状等不同网络拓扑结构;在自持系统的供电方式方面,对光伏组件的不同安装方式,以及储能电池的类型选择和使用寿命预测进行了详细阐述。此外,简要论述了塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统未来技术发展需考虑的方向。为塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统的设计和优化提供了全面的分析和建议,以期为太阳能热发电技术的发展和应用提供参考。

某太阳能热发电项目导热油管道保温厚度优化研究

储热型槽式太阳能热发电项目在集热场中使用导热油管道数量多,因此消耗保温材料量及施工量大,针对导热油管道保温层厚度进行合理优化,可以提高整个项目的经济性。以某储热型槽式太阳能热发电项目导热油管道为例,结合保温材料的相关费用及保温厚度的技术要求等,对管道保温厚度进行合理性优化,从而达到项目的经济性最优。优化后的结果作为项目导热油管道保温层设计变更的有效依据。

塔式太阳能热发电站冷盐泵振动机理及处理方法

针对塔式太阳能热发电站共性存在的冷盐泵振动问题,对塔式太阳能热发电站的冷盐泵支撑平台结构形式进行了分析,剖析了振动机理,发现了振动原因,并提出了“治标”方案和根本解决方法。研究结果表明:由于熔盐动能和动量很大,熔盐运行系统中较多的弯道导致流体在流动时产生巨大冲击力,是形成振动的激振源;同时,冷盐泵所处的悬臂梁结构支撑平台存在刚度差的问题,容易导致冷盐泵与平台设备的整体晃动。从设计角度减少弯道数量并增加支撑平台刚度是解决振动问题的有效手段,可对塔式太阳能热发电站的设计和安全运行提供帮助。

2023年中国太阳能热发电行业发展现状分析

随着中国新能源占比逐步提高的新型电力系统的建设速度加快,兼具调峰电源和储能双重功能、具备在部分区域作为调峰和基础性电源潜力的太阳能热发电技术正迎来新的发展机遇。为使社会全面了解太阳能热发电技术和行业发展,促进太阳能热发电行业进一步发展,对2023年中国太阳能热发电行业发展情况进行了梳理,同时分析了3种太阳能热发电技术的成本下降路径,并提出了一系列促进行业发展的建议。分析结果显示:中国太阳能热发电技术水平在不断提升,行业配套能力显著增强,为其进一步大规模发展奠定了坚实基础。未来,仍需要通过总结经验并尽快落地一批采用不同技术形式的太阳能热发电项目来不断提高太阳能热发电的技术水平,并促进其成本下降,助力安全可靠的新型电力系统的建设。

迪拜100 MW塔式太阳能热发电站的大气衰减率测量与分析

为缓解大气颗粒物浓度偏高地区的大气衰减对塔式太阳能热发电站发电量的影响,利用Ecotech Aurora 3000型浊度计在迪拜100 MW塔式太阳能发电站进行大气衰减率测量试验,对测量结果进行一系列的数据处理与统计学分析。试验结果表明:平均环境温度越高,大气衰减也越严重。试验得到的大气衰减率日平均值、月平均值和整个试验周期内的平均值,以及相应的变化趋势,可为塔式太阳能热发电站提供参考。在大气衰减率较高的月份,可预先考虑适当补偿太阳辐射量损失,以保证发电机组输出功率要求。

槽式太阳能热发电站中槽式集热器桩基础的施工工艺研究

以某槽式太阳能热发电站的集热场施工工程为例,在国内尚无相关成熟施工工艺的现状下,针对槽式集热器桩基础施工工程量大,以及地脚螺栓施工精度高、工期紧的特点,对槽式集热器桩基础及地脚螺栓安装、固定的施工工艺进行了研究。在满足工程实践需求的前提下,从桩基础点位测量、桩基础成孔、钢筋笼的制作与安装、地脚螺栓固定架的设计和制作、地脚螺栓的安装及固定、混凝土浇筑等各方面对槽式集热器桩基础施工工艺流程进行了多次论证和现场实际验证,最终提出了一套独特的槽式太阳能热发电站中槽式集热器桩基础的施工工艺。通过实际工程验证,该槽式集热器桩基础施工工艺有效控制了地脚螺栓的施工质量,从而确保了槽式集热器的安装精度,并在大幅加快现场施工进度的基础上满足了工程的施工要求。该施工工艺可广泛应用于其他大规模槽式太阳能热发电站的槽式集热器桩基础施工中。

太阳能热发电技术综述及其在我国适用性分析

太阳能热发电技术是开发利用太阳能源的重要手段,对未来我国调整能源产业结构、改善环境质量、实现可持续发展战略起到举足轻重的作用。通过对比分析所有类型太阳能热发电技术的原理、技术特点、经济适用性及发展现状,参考近四十年来国内外太阳能热发电工程的重要参数,结合我国不同地区光照、人口密度等实际情况,对太阳能热发电技术在我国的适用性进行深入研究。最后对太阳能热发电技术在我国未来的发展方向提出有益建议。

太阳能热发电系统的研究现状综述

介绍塔式、槽式、碟式、太阳能热气流和太阳能池热发电等5种主要类型的太阳能热发电系统的工作原理及研究现状,并对各类太阳能热发电技术的优缺点进行了比较。结果表明,塔式太阳能热发电系统聚光比高,系统容量大、效率高,但费用昂贵;槽式太阳能热发电系统结构简单,但聚光比小,系统工作温度较低;碟式太阳能热发电系统聚光比大,系统效率高,结构紧凑,安装方便,但其核心部件斯特林发动机技术难度较大;太阳能热气流发电、太阳能池热发电及向下反射式太阳能热发电等在技术上各有优势。

太阳能热发电系统相变储热材料选择及研发现状

储热材料性能优劣直接影响太阳能热发电系统的效率和成本,因此选择相变温度合适、储热密度大、传热速率高、经济易得并且环境友好的相变储热材料是太阳能热发电技术发展的关键。通过对相关文献的整理和分析,总结出相变储热材料的筛选原则,对最具发展潜力的高温熔盐和金属合金相变储热材料的研究发展现状、未来发展趋势进行了系统地总结和分析,并对部分相变储热材料的热物性参数进行总结,最后对相变储热材料选择的数学工具做了介绍,该文献综述研究对于今后太阳能集中热发电高温相变储热技术的开发和研究具有重要参考价值。

太阳能辅助燃煤热发电系统性能研究

以C50-8.83/0.294型供热机组为例,利用LS-3型直接蒸汽发电抛物面槽式集热器收集太阳能热量,提出几种不同的太阳能与燃煤机组集成发电方案。在对不同的集成系统进行热力性能建模并对其中的太阳能集热器场设计研究的基础上,利用热经济学结构理论进行不同系统的热经济学分析。结果表明,给出的所有集成方案中,取代1段抽汽方案可用的太阳能热量最大;在太阳能集热器场面积相同的情况下,取代1段抽汽方案的经济性能也最好,但仍低于单纯燃煤机组。如不考虑原小容量燃煤机组发电部分的投资成本,取代1段抽汽方案的单位热经济学成本为43.73×10-6元/kJ,小于单纯燃煤机组的69.50×10-6元/kJ,为太阳能辅助燃煤热发电(solar aided coal-fired electricity generation,SACEG)系统的应用提供科学依据。

储热材料在聚光太阳能热发电中的研究进展

储热系统是聚光太阳能热发电系统中的关键部分,介绍了熔盐、高温混凝土、金属合金等高温储热材料的物理性能及其在聚光太阳能热发电中的应用进展,指出了各种储热材料的优缺点,从储热材料的热物理性能、热稳定性、传热关系式等方面展望了储热材料在聚光太阳能热发电系统的研究。

八达岭塔式太阳能热发电蒸汽蓄热器动态特性仿真

以八达岭塔式太阳能热发电实验电站蒸汽蓄热器为研究对象,根据蒸汽蓄热器的结构和工作机制,建立蒸汽蓄热器的全工况动态仿真数学模型。该模型以汽液两相分界面为界,分别建立汽相区和液相区动态能量和质量守恒方程式,引入动态汽化量和蒸汽凝结量,实现汽、液相区之间能质传递。在此基础上,利用STAR-90仿真平台模拟八达岭塔式太阳能热发电站蓄热器的充热和放热过程,进行充、放热蒸汽流量阶跃扰动实验。仿真实验表明:蒸汽蓄热器在充热过程和放热过程具有不同的压力变化特性;放热过程中,蒸汽流量增加对蒸汽温度影响幅度较大,容易导致汽轮机入口蒸汽过热度偏低。该结论对具有蓄热系统太阳能热发电电站运行策略的制定具有一定的指导意义。

新型塔式太阳能热发电系统集成研究

基于我国发展塔式太阳能的实际情况和能的综合梯级利用思路,提出一种新颖的太阳能塔式热发电系统。新系统采用双级蓄热技术,分级存储不同品位的太阳能;同时具有多种运行模式,可以灵活地切换。模拟计算表明,1MW塔式太阳能热电站的峰值太阳能发电效率为10.6%,年平均发电效率为5.1%。研究表明,合理的运行模式和系统的规模化是提高太阳能热发电系统性能的关键所在。该文研究结果为我国塔式太阳能热发电提供了新的思路和方案。