Energy and Exergy Analysis of a New Small Concentrating Solar Power Plant

A new small concentrating solar power plant which is suitable for urban area is presented, and a theoretical framework for the energy and exergy analysis in the overall power plant is also constructed. The framework can be used to evaluate the energy and exergy losses in each component. Furthermore, the energy and exergy efficiencies have also been computed and compared for the individual components as well as for the overall plant.

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。

碟式斯特林太阳能发电系统最新进展

太阳能热发电技术中最具发展潜力的是碟式太阳能高温发电技术,尤其是近几年碟式斯特林太阳能发电技术更是令世界瞩目,它具有光电转换效率高、耗水量低、发电方式灵活及可逐步规模化等特点。目前,国内外碟式斯特林太阳能发电系统的研制方兴未艾,国外太阳能斯特林发电机制作及测试技术已趋于成熟,正处于中试和大规模推广阶段。国外主要的碟式斯特林发电系统包括SES公司的SunCatcher单元、Cleanergy公司的Eurodish单元、Infinia公司的PowerDish单元等。国内碟式斯特林太阳能热发电技术研究取得了一些成绩,但总体来说,目前还未获得实质性的进展,相关研究尚处于初级阶段。碟式斯特林太阳能发电系统的核心部件是太阳能斯特林发电机,其某些关键部件的研发难度较大,如高温太阳能吸收器、高效回热器、工质密封、功率和转速控制等。要攻克这些关键技术,需要国内外相关部门的大力支持。我国科研工作者应通过各种形式与国外斯特林发电机制造商及科研机构进行技术合作,逐渐掌握此项技术;或者借鉴国外的研制经验自主研发,然后通过示范推广,建设大型碟式斯特林太阳能发电厂。

聚光型太阳能热发电现状及在我国应用的风险分析

聚光型太阳能热发电(CSP)是可能实现太阳能大规模利用的形式之一,其技术可行性已得到证明,并在个别国家进入了预商业化阶段。文章对目前世界上聚光型太阳能热发电的发展现状及未来发展障碍进行了阐述,针对我国发展CSP技术进行了风险分析,并提出了若干建议。

斯特林发动机在空间太阳能发电中的应用

提出了空间太阳能发电系统中采用自由活塞式斯特林发动机发电装置的概念设计模型,确立了整个概念设计的框架,并对自由活塞式斯特林发动机作了初步设计,同时对有关问题进行了讨论,提出了今后的发展方向。

碟式斯特林发电系统性能分析模型与仿真

基于传热学、热力学、动力学、电学理论以及系统控制模型,建立了可用于碟式斯特林发电系统分析、设计、优化和控制的性能分析模型.模型包括太阳能聚光器、接收器、斯特林循环热力学、斯特林发动机机构动力学、起动/发电机等各子系统及相互作用关系,可分析系统从起动到全功率状态时的稳态性能和动态特性.使用该模型对碟式斯特林系统进行了仿真分析,结果表明,在发动机热端温度不变的控制条件下,系统一天内的输出电功率表现出与太阳直射强度类似的抛物形变化,系统效率变化较平稳;系统充气过程压力突增,在太阳直射强度不变的情况下,发动机热端温度下降,发电功率先增加一点,后随温度下降而下降.

基于Soltrace的聚光碟面反射目标靶设计方法

以Soltrace为基础,利用该软件的三坐标系统对碟式聚光单元进行建模,结合其光线追踪技术,给出可用于指导镜面精确安装调节以实现太阳光高效均匀汇聚的调光目标靶的设计方法。理论分析表明该方法能够有效地结合碟式聚光系统及其接收器的机械结构,在保证汇聚光完全通过热接收器入口的前提下,在发动机热头处获得能量集中且均匀分布的光斑。以此目标靶为基础的碟式聚光系统的安装调节结果表明该方法的正确性和有效性。

β型斯特林发动机功率影响因素分析

为了探究因素对β型斯特林发动机功率的影响,同时研究影响程度及显著性,以Schmidt分析法为基础,对β型斯特林发动机的功率进行理论计算,并针对影响斯特林发动机性能的活塞相位角、行程容积比、死容积比和温度比,利用Matlab编程绘制三维图像,分析两两因素耦合对发动机功率的影响,研究因素之间的相互作用.结果表明:活塞相位角存在最佳值,且此最佳值随行程容积比、温度比的增加分别呈现减小、增大的趋势;行程容积比越大功率越大,且死容积比越小,行程容积比对功率的影响越大,最佳行程容积比为0.5~1.5;死容积比的增加将导致功率降低,死容积比应小于1.5,而行程容积比的增加会使此降低幅度增大,温度比的增加使此降低幅度减小;功率随温度比的增大而减少,最佳温度比应小于0.5.最后,利用正交试验设计分析4个因素的影响作用大小及显著性,得到温度比和行程容积比相对显著的结果.

斯特林发动机的发展与应用

回顾了斯特林发动机的发展历史,讲述了斯特林发动机的结构类型与主要分析方法,总结了斯特林发动机的关键技术,阐述了斯特林发动机的特点及主要应用,最后展望了斯特林发动机的发展前景。

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。

浅析太阳能光热发电技术的发展

介绍了太阳能光热发电的工作原理及系统的基本组成形式:槽式、塔式、碟式,并简要介绍了国内外光热发电技术的发展历程及前景。

碟式斯特林太阳能热发电系统结构仿真研究

在介绍碟式斯特林太阳能热发电系统研究进展、动态及应用前景的基础上,对碟式斯特林太阳能热发电系统进行了设计和分析。针对碟式斯特林太阳能热发电系统的整个结构,建立了典型工作状态下碟式太阳能热发电系统支撑桁架的有限元分析模型,通过分析确定了最危险的工作状态。根据分析结果,对桁架的结构提出了优化建议。

太阳能热发电系统的研究开发现状

太阳能热发电是一种很有发展前景的大规模太阳能利用技术。介绍和分析了国内外塔式、槽式、碟式等太阳能热发电技术的研究状况,分析了这些技术的优缺点以及一些改进方案。结合我国国情,指出了我国太阳能热发电所面临的问题及挑战;根据我国可再生能源发展规划,分析了我国太阳能热发电技术的发展前景。

一种基于计算机控制的抛物面型聚光系统的自动调校方法

利用单块镜面的等腰三角支撑结构,从数学模型出发,分析镜面支撑杆的长度变化与接收屏上光斑位置的关系。研究发现支杆的运动和反射光斑运动有近似线性关系。当支撑杆P1和P2等量相对和相向运动时,光斑在接收屏上的轨迹是两条近似相互垂直的直线,由此光斑在屏上的任意位置可通过这两个方向的运动组合得以实现。结合图像处理技术和自动控制技术,将此算法设计成一套基于计算机控制的闭环自动调光系统并将其用于实验分析。实验结果可验证理论的正确性,与传统的"Color Look-Back"和"AIMFAST"方法相比,新系统不但保持了传统方法的优点,并且在场地限制方面表现出很大的优势。

碟式斯特林热发电装置高温吸热/储热腔的集热性能

摘要针对5kw碟式斯特林发电装置的圆柱形腔式吸热／储热腔结构，采用数值模拟的方法研究了当吸热腔内以高密度聚焦太阳辐射为热源时吸热腔内壁辐射热流密度和温度分布规律；对比了开口型、风裙型和孔板型3种入光孔形式的吸热／储热腔的辐射场、温度场和周围高温空气自然对流流场分布特征。结果表明，孔板型吸热腔内壁温度不仅比开口型和风裙型的高400～700K，而且沿高度方向温差仅为另两种结构的1／4，温度分布更均匀，结构较好。

大型远洋运输船舶碟式斯特林太阳能热发电系统的构建

在现有船舶太阳能光伏发电技术的基础上,基于碟式斯特林太阳能热发电技术,完整论述了在大型远洋运输船舶上构建了碟式斯特林太阳能热发电系统的技术路线,包括目标船的选定,电力利用模式的评估,聚光镜阵列的布置以及控制监测系统的设计4个方面的内容,并针对典型船舶典型航线分析了系统的经济性。

一种船用碟式斯特林太阳能热发电装置的设计与实现

在现有船舶太阳能光伏发电技术的基础上,基于碟式太阳能热发电技术,设计一种船用碟式斯特林太阳能热发电装置,并利用STM32 F3作为控制器,基于高度角-方位角双轴混合跟踪技术设计该船用碟式斯特林太阳能热发电装置的太阳跟踪控制系统。

基于三阶分析模型的斯特林发动机系统模拟和优化

建立了基于Sage的GPU-3斯特林发动机的三阶分析模型,分析了循环过程中的输出功、效率、p-V图、压降等。结果表明,Sage模型的准确度较高,模拟循环输出功和循环效率的误差分别为12.63%~24.26%和-1.10%~7.98%。回热器是压降、换热量和损最大的部件,压降约为加热器的3倍,冷却器的5倍;换热量约为加热器和冷却器的10倍,循环输出功的70倍;损占整机损的50%以上。分别对不同目数丝网的回热器的长度和直径进行优化,得到的最大循环输出功相比优化前提升了31.1%,且回热器的最大换热量提升了33.9%,最大压降下降了73.5%。在此基础上进一步优化加热器和冷却器,循环输出功最高可提升38.9%。