斯特林发动机与碟式太阳能热发电技术的研究进展

目前，太阳能发电技术主要分为太阳能光伏发电和太阳能热发电2种形式，其中，太阳能热发电具体又分为槽式、塔式和碟式3种形式。在碟式太阳能热发电系统中，将光能转换成电能的核心装置就是斯特林发动机，可以说，斯特林发动机的工作特性决定了碟式太阳能热发电系统的工作特性，其技术的发展程度也决定了碟式太阳能热发电技术的成熟程度。

碟式太阳能热发电技术综述(一)

介绍碟式太阳能热发电技术的原理及特性,并对聚光器、接收器等关键技术进行了分析。结果表明,热管式接收器和混合式接收器具有较好的研究开发前景。

碟式太阳能热发电技术综述(二)

对碟式太阳能热发电技术的热机进行了详细阐述和较为系统地分析,结果表明斯特林发动机及斯特林循环有着明显的优势。通过对目前国内外关于碟式太阳能热发电技术研究和应用现状的综述,针对目前国内研究亟待解决的问题进行了分析探讨,认为系统关键部件的研发突破是碟式太阳能发电技术发展的基础。

考虑环境风时碟式太阳能热发电系统用腔式吸热器的热性能模拟

吸热器是碟式太阳能热发电系统中集热系统的关键部件,为了探究环境因素对吸热器热性能的影响,利用光线追踪和数值计算的方法,在考虑环境风的情况下,对腔式吸热器进行了不同工况时的热性能模拟,讨论分析了太阳高度角、环境风风向、风速及传热工质进口状态对腔式吸热器热性能的影响。结果表明:太阳高度角越小,腔式吸热器对流热损失越大;随着环境风风向角的增大,无论风速如何,腔式吸热器的热损失都呈现先减小后增大的趋势,当风向角为135°时的热损失最小,风向角小于45°时的热损失较大;任何风向下,腔式吸热器的热损失都随着环境风风速的增大而增大,且在0°和45°风向角下,腔式吸热器对于风速变化较为敏感;传热工质进口流量的增加会提升腔式吸热器的热性能,进口温度的提高则会降低腔式吸热器的热性能,且对其影响的规律呈线性。

太阳能热发电技术路线的研究与选择

随着国家“双碳”战略的实施,太阳能热发电在新能源领域迎来迅猛发展。对太阳能热发电技术路线进行研究,分别比较各类技术路线实施的成熟度、运维可靠性、光电转化效率及选址等方面,并结合国内特殊气候条件对光热电站发电效率的影响,提出具有相对竞争力且能稳定、可靠、高效率实现的技术路线。

熔盐塔式太阳能吸热器传热特性计算模型研究进展

熔盐塔式太阳能热发电技术是目前国际主流的光热发电技术,熔盐吸热器作为将太阳能转换为热能的核心设备,其性能直接影响系统发电效率,吸热器安全性影响电厂运行小时数。因此,建立熔盐吸热器传热模型,获得准确的传热特性十分重要。对主流的外置圆柱式熔盐吸热器的传热计算模型进行了系统梳理,总结了传热模型中投入辐射能、辐射热损失、对流热损失及熔盐得热量的计算过程及基本方法。根据计算结果的精细程度,吸热器传热模型分为详细模型和简化模型。详细模型的计算精度高,能细致反映实际能量转换过程,但计算成本较高,瞬态过程计算耗时多,但其特定工况的计算结果可为简化模型提供计算结果的验证参考。简化模型是对描述熔盐吸热器传热特性的理论模型做合理简化,在较为准确地完成计算的同时具备较快的计算速度,多用于吸热器设计阶段。通过各模型特点及性能的总结对比,可为熔盐吸热器热性能计算过程的传热模型选择提供技术指导。

塔式太阳能热发电技术的发展

塔式太阳能热发电系统具有聚光比大、投射到塔顶吸热器上的平均热流密度高、工作温度高、电站规模大和年度发电效率高等特点,提高效率和降低成本的潜力较大。文章阐述了塔式太阳能热发电技术的工作原理和系统组成;介绍和分析了国内外已建成的塔式太阳能电站;指出了塔式太阳能热发电技术的发展现状、技术难点和未来发展方向;探讨了我国规模化发展塔式太阳能热发电技术须解决的问题。

聚光式太阳能热发电技术的现状及发展趋势

能源与环境的突出矛盾,给太阳能热发电产业带来了新的契机.从全球太阳能热发电的现状出发,简要介绍了塔式、槽式、碟式等太阳能热发电技术及国内外的研究成果,并对这3种主流的太阳能热发电技术进行了分析和比较,最后立足本国实际,指出了我国太阳能热发电行业面临的问题和挑战,提出其广阔的发展前景.

碟式/斯特林太阳能热发电系统经济性分析

太阳能热发电对于充分利用可再生能源、节约化石燃料资源、改善环境状况实现国家的可持续发展有着重要的战略意义。该文在世界银行和美国桑地亚国家实验室LEC公式的基础上提出了修正的世界银行公式,并对我国现有技术条件下生产10kW碟式/斯特林太阳能热发电系统的经济性进行了分析。模型计算结果表明,由于修正的世界银行公式考虑了财政、税收等因素的影响,其计算结果较世界银行公式高,两个公式得到的LEC成本变化趋势相似;提高系统生命周期可以显著降低系统的LEC成本;日照辐射强度好对于提高系统的经济性是有益的;采用太阳能天然气联合发电方式将大大改善系统的经济性。

碟式太阳能热发电系统流固耦合模态分析

为避免碟式太阳能热发电系统风激共振破坏问题,采用流体控制方程建立碟式太阳能热发电系统流场模型,并将计算得到的碟式太阳能热发电系统流场流速和压力再加载到聚光器前后表面,对碟式太阳能热发电系统流固耦合模态进行分析研究。研究结果表明:流固耦合场对碟式太阳能热发电系统模态振型的影响较小,而对碟式太阳能热发电系统的固有频率和最大变形量的影响较大,但其影响程度随模态阶数的递增而递减;与高度角β=0°时碟式太阳能热发电系统固有频率相比,高度角β=45°时碟式太阳能热发电系统固有频率均不同程度地减小,但最大变形量基本上保持不变;碟式太阳能热发电系统聚光器的上边缘以及4个悬臂梁靠近电机的部分最容易受到损坏,故应提高此部位的刚度。

碟式斯特林太阳能热发电技术及发展趋势

能源与环境的突出矛盾,给太阳能热发电产业带来了新的契机。本文立足于碟式斯特林热发电技术,简要介绍碟式系统的关键技术及国内外的研究成果,并对这种具有发展潜力的太阳能热发电技术进行分析,最后基于当前能源领域和研发现状,指出了我国太阳能热发电行业面临的问题和挑战,提出其广阔的发展前景。

基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的可行性研究

提出一种基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统,该系统通过分离式热管把碟式太阳能集热系统和碱金属热电转换器(AMTEC)耦合起来。以碟式太阳能集热系统的热性能以及AMTEC的热电转换性能为基础,对提出的基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的性能进行了初步分析。结果表明,在一定的参数条件下,该系统的总体热电转换效率达到20.6%,该系统在碟式太阳能热发电系统中具有一定的竞争力。最后指出了需进一步解决和研究的问题。

太阳能热发电系列文章(3) 碟式太阳能热发电

2005年8月10日，美国SES公司（Stirling Energy Systems）与SCE公司（Southern California Edison）签订了一份为期20年的购买电力合同，由SES公司在美国洛杉矶东北莫哈韦沙漠地区采用碟式斯特林发电系统建造一座500MW并逐步扩大到850MW的太阳能热发电站，产生电力全部并入SCE公司电网供南加州地区使用。该电站预计将由20000个碟式斯特林发电系统组成，2010年前投入商业运行，将成为世界上最大的太阳能热电站。

碟式斯特林太阳能热发电系统接收器聚热技术

接收器在碟式斯特林太阳能热发电系统的能量转换效率中起着重要的作用。介绍了接收器的一般分类和结构特点,并利用12m聚光碟进行有关接收器在不同尺寸下的内部聚热量和温度分布等相关研究.试验结果表明,在相同条件下,接收器内聚热量的大小取决于聚光碟的聚焦能力和接收器的结构尺寸,接收器的深度和聚热量成反比,深度越小,聚热量越大;接收器的深度和加热管的温差成反比,深度越大,温差越小。试验所得数据和聚热规律,可为后续的接收器设计和制造提供有效的改进依据。

太阳能光热发电技术发展现状

介绍太阳能光热发电技术系统:塔式、槽式和碟式3种太阳能光热发电系统,对各类太阳能光热发电技术与常规发电技术进行分析对比,阐述3种太阳能光热发电技术的发展现状及其存在的问题,说明太阳能光热发电具有的广阔应用前景。

太阳能热发电高温蓄热技术

太阳能热发电技术是除风电以外最有经济竞争力的可再生能源发电技术。太阳能集热器把收集到的太阳辐射能发送至接收器产生热空气或热蒸汽，用传统的电力循环来产生电能，具有技术成熟、发电成本低和容易与化石燃料形成混合发电系统的优点。太阳能高温蓄热技术是太阳能热发电的关键技术。由于太阳辐射强度时刻在变化，太阳能热发电系统在早晚或云遮间隙必须依靠储存的能量维持系统正常运行，为了保证发电相对稳定，必须采取蓄热措施，这是塔式热发电所不可缺少的部分。按照热能存储方式不同，太阳能高温蓄热技术可分为潜热蓄热、化学反应蓄热和显热蓄热三种方式。

太阳能塔式热发电空气吸热器吸热体材料技术

由于化石能源的资源有限性和环境危害性，人类一直在努力寻求新的替代能源，并且要求这些新的替代能源可持续使用并不危害环境，太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，成为人类谋求的新清洁能源。

太阳能热发电技术

文章主要对太阳能热发电技术进行了综述。通过分析太阳能热发电技术现状可知,我国发展太阳热发电应当考虑:①实现太阳热发电系统的低成本投资和高可靠性运行,这一点非常重要;②实现规模化发展,建立几十兆瓦至百兆瓦级的大规模并网系统;③开发几十千瓦至万千瓦级的独立系统,以便解决无电地区的急需。

碟式/斯特林太阳能热发电系统设计I——集热器设计计算数学模型

在碟式斯特林太阳能热发电系统没有商业运行以前,无法得到国外已有系统设计方法的情况下,提出了以能量守恒方程和集热器光学特性为基础的设计计算数学模型,并使用估算和核算相结合的方法进行了设计计算。计算结果与现有系统参数吻合良好。

太阳能热发电系列文章(8) 槽式太阳能热发电DSG技术

太阳能热发电是太阳能热利用的重要方向，是最可能引起能源革命的技术成果，是实现大功率发电、替代常规能源的最为经济的手段之一。太阳能热发电的三种方式各自优缺点非常明显，如：塔式效率高，但一次性投入大；槽式成本低，但相对塔式和碟式效率低；碟式单机可标准化生产，但规模很难做大。从世界范围发展情况来看，塔式和碟式尚处于研究、开发、示范阶段，槽式已经是最成熟的商业化技术。