太阳能跨季节储热水体几何形状对系统含税热价的敏感性研究

针对水体型太阳能跨季节储热供热系统,以太阳能集热场得热量和跨季节储热水体温度场的动态模拟为基础,在TRNSYS仿真平台中建立系统动态热经济性分析模型,实现全系统动态热性能和经济性能耦合分析。此模型是对太阳能集热场中定日镜场采光面积、跨季节储热水体体积、水体几何形状、太阳能集热场质量流量、资金内部收益率等关键参数进行敏感性分析和优化的重要工具。该研究主要分析了储热水体几何形状对系统含税热价的敏感性,得出以下结论:对于万立方米级的圆柱形储热水体,水体热损、含税热价与水体高径比呈上开口的类抛物线关系,当水体高径比为1∶2时,水体的热损低至30.74 kWh/m^(3),对应的含税热价低至0.470元/kWh,与区间高点的含税热价相比低9.6%;水体深度由5 m变化至25 m过程中,水体深度为19 m时热价可低至0.482元/kWh,与区间高点的含税热价相比低13.0%。

塔式太阳能热电联供系统性能研究

为提高太阳能利用效率,提出一种基于发电机组冷凝器余热利用的塔式太阳能热发电站太阳能热电联供系统。依据延庆太阳能热发电站的构成,搭建太阳能热电联供瞬态模型及仿真软件,并进行实验验证。利用仿真软件对延庆电站的热电联供系统进行模拟和系统性能研究。

一种新型太阳能集热器动态测试方法及实验验证

把太阳能集热器固体部分和流体部分分别列出动态能量平衡方程,经过合并和化简,得到了太阳能集热器整体动态能量平衡方程。该方程中含有物理意义清晰的各个模型参数,可以对太阳能集热器进行评价比较。针对真空管型太阳能集热器入射角影响因子的特殊性,给出了具体的解决方案。然后对真空管型太阳能集热器进行了实验验证。该新型动态测试方法可以在宽松的天气和实验条件下进行测试;相比于稳态测试,大大节省了测试时间,降低了设备与人工成本。实验结果表明,应用该方法可以得到合理稳定的测试结果。

太阳能模拟器聚光特性实验研究

太阳能模拟器为高温吸热器、热化学反应器、高温材料等测试提供了稳定可靠、调节灵活的全天候辐射条件。本文介绍了一种高辐射能流的太阳能模拟器,包含19个独立的单元。每个单元包括一盏短弧氙灯(包含椭球面反射灯罩),一台冷却风机和一台电源控制器。每盏灯的输入电流范围是50~150 A,19盏灯的灵活组合使得该设备具有非常宽泛的能流使用范围(10%~100%)。实验通过"Mapping Method"得到了聚焦平面上的能流分布、峰值能流、总功率和转换效率等参数。测试结果表明:该太阳能模拟器的总功率达到了28.95 k Wth,峰值能流为2.33 MW/m2,平均辐射能流为545.54 k W/m2(直径为260 mm焦斑面),电-热转换效率为35%。本文介绍的太阳能模拟器为太阳能高温器件的测试提供了稳定可靠的室内模拟辐射源,为相关实验部件的性能评估提供了一种新的便捷途径。

水体型太阳能跨季节储热技术简介

太阳能资源总量丰富、清洁且分布范围广泛,但也存在能量密度低、不连续、辐照量季节性差异大的问题。水体型太阳能跨季节储热技术是实现太阳能"夏热冬用",解决太阳能在时、空间上的供需不匹配问题,推进太阳能连续利用和实现"零碳采暖"的重要技术手段之一。该技术的中心思想是将非采暖季收集的太阳能以热能的形式储存在地下水体中,供采暖季节使用。采用该技术一方面能够解决太阳能集热器在非采暖季的闲置问题,另一方面可以在复杂的天气情况下实现全天候供暖,从而提高太阳能供热的保证率。简要介绍了太阳能跨季节储热水体基本原理、应用案例、成本分析等内容,并对跨季节储热水体目前存在的主要问题和未来的研究方向进行了分析。

跨季节储热供热系统中聚光吸热器的动态仿真研究

基于实际跨季节储热供热系统中的塔式聚光吸热子系统,建立非均匀能流密度下聚光吸热器的一维非稳态仿真模型,对模型进行全天动态实验验证;并理论分析多种集热方式在不同运行温度及太阳辐照下的集热性能。结果表明,全天非稳态运行中吸热器出口温度实验值与模拟值吻合较好,最大误差不超过5%;随入口流体温度增加,塔式聚光吸热系统热性能下降较小,且入口温度高于60℃以上时,塔式聚光吸热系统热性能优于平板及真空管集热器。研究可为聚光吸热系统推广应用于中低温领域提供重要理论基础及实验参考。

sCO_(2)太阳能热发电流化床固体颗粒/sCO_(2)换热器建模与仿真研究

为了研究不同运行工况条件下的换热特性,利用分段集总参数法搭建流化床固体颗粒/sCO_(2)换热器的仿真数学模型,并对换热系统在不同输入变量扰动下的动态特性及对关键参数的敏感性进行分析和研究。结果表明:换热系统输入侧入口温度的扰动对换热器输出温度的影响幅度较大,而输入侧质量流量的扰动对输出温度的影响较小;小管径和低管数有利于获得较高的sCO_(2)侧换热系数;同时,在符合最小流化条件下,小粒径和较低的流化气体速度有利于颗粒侧传热系数的提高。

基于气体放电原理的槽式太阳能集热管真空性能无损测试方法的研究

槽式太阳能集热管是槽式太阳能热发电系统中将太阳能转化为热能的核心部件,而其真空失效问题是困扰此类系统的主要技术问题。基于此,本文提出了一种基于气体放电原理的槽式太阳能集热管真空性能无损测试的方法,通过分析槽式太阳能集热管环形空间中气体放电时所产生的光谱特性来判断气体的类型和环形空间内的气体压力,并与通过四极质谱仪残余气体分析系统获得的结果进行了对比验证,最后通过实验证明了该方法的准确性和可行性。

晶硅光伏组件中乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(EVA)回收可行性研究

为验证退役晶硅光伏组件中EVA的老化现象及其回收的可行性,通过多种表征方法对所述EVA的性能进行了表征。结果表明,晶硅光伏组件在使用过程中造成的EVA老化与使用环境和EVA自身质量有关,不同使用状态的EVA老化程度不同。老化EVA的拉曼光谱会产生较强的荧光背景,原因是EVA中有共轭多烯和α、β-不饱和羰基生成;而傅立叶红外测试发现EVA老化的特征信号是烃基、羰基和醚类信号,EVA光氧化主要是由于脱乙酰化和断链。通过热失重测试得知,老化EVA有2个失重阶段,第一失重阶段释放出乙酸,第二失重阶段发生断链并释放乙烯及乙烷的混合物;光学透过率测试发现使用不同年限的EVA透过率有少量降低。根据以上分析可知,EVA具有根据不同老化程度进行回收再利用的可能。

太阳聚光下单球体温度变化特性研究

球流吸热器为使用球体作为吸热和传热工质的吸热器,为验证其在原理上的可行性并研究球体吸热过程的影响因素,该文在太阳模拟器上进行球体吸热实验,建立球体得热模型并对模型进行了实验验证。该文用模型研究了能流密度、空气流速和表面发射比对球体温度变化特性的影响,研究表明球体作为吸热工质时具有较高的热效率,因此球流吸热器在原理上可行。增加投入在球体表面的能流密度可显著提高球体在吸热过程中的热效率,降低空气流速和降低球面的发射比可有效提高球体在吸热过程中的热效率。这些结果对最终的球流吸热器设计和运行具有指导作用。

机械振动故障诊断系统的设计与应用

针对机械设备振动监测的高速、实时和同步处理的要求,以Visual C++为平台开发了基于频谱分析和轴心轨迹分析的机械振动故障诊断系统。采用USB 2850采集卡搭建振动信号采集系统,通过分组采集方式实现多通道信号的同步采集,利用键相信号对振动信号整周期重采样,将原始连续信号整周期化。根据信号采样和数据处理流程,结合各模块算法执行效率,设计多线程流水处理架构,保证系统的多流程同步执行。最后,通过转子不平衡故障和不对中故障模拟实验,验证了故障诊断方法正确无误,信号分析系统稳定、高效、准确。

雾化加湿除湿海水淡化中蒸发过程实验研究

将雾化强化加湿技术引入加湿除湿海水淡化系统，搭建雾化加湿过程性能测试平台，并对不同操作下雾化加湿器内的雾滴蒸发与空气热湿过程进行实验研究。实验表明，气液体积比与进口空气温度对加湿器的加湿性能影响较大，当加湿器进口空气温度为90℃，气液体积比为（20—25）×10^3时，加湿器出口温度约为36℃，出口相对湿度在90％以上，蒸发率在50％以上。

新一代太阳能热发电高温集热场光热力耦合设计方法研究

以800℃太阳能吸热器和超临界二氧化碳发电机组为特征的新一代太阳能热发电技术因成本低的优势得到了欧盟、美国、澳大利亚和中国等的立项支持.高温太阳能集热场是太阳能热发电核心技术之一,对高温吸热器的安全性和效率极为重要.本文提出了以安全性和效率为目标,以吸热器许用能流密度为牵引,基于"光学-热学-力学"在电站设计点耦合分析的800℃高温集热场设计方法.

雾化加湿器内热质传递过程数值模拟

基于DPM离散模型、collision液滴碰撞模型和breakup液滴破碎模型,对雾化加湿器内的液滴雾化及气液两相间的热质耦合传递过程进行仿真模拟;对不同操作条件下加湿器的出口相对湿度、液滴的蒸发量及蒸发率等进行分析。结果表明,初始海水温度对加湿效果影响较小,初始空气速度和温度对加湿性能影响很大。当喷雾质量流量为3.6 kg/h,初始热空气温度为90℃,初始空气速度为4~5 m/s时,加湿器的蒸发率能达到50%以上,加湿器的出口相对湿度能达到80%以上。研究可为新型喷雾加湿除湿海水淡化系统加湿效果的提高奠定理论基础。

分布式太阳能热发电技术与产业发展分析

太阳能热发电是一种电力输出功率在时段上可控的可再生能源发电技术,是未来大比例可再生能源体系中重要的基础电源和调峰电源。接近于用户侧、结合储能、多能互补和能源梯级利用的分布式太阳能热发电技术,可以大幅提高太阳能热发电系统综合利用效率,并为区域性用户提供安全稳定的电-热-冷联供等综合能源解决方案。文章简要阐述了太阳能热发电的技术特点与现状,探讨了未来我国太阳能热发电技术与产业化发展方向,介绍了太阳能热发电面临的问题与挑战。最后,对太阳能热发电发展战略提出了几点建议。

雾化加湿中的液滴蒸发与加湿过程数值分析

将雾化强化加湿技术引入加湿除湿海水淡化系统，建立雾滴与热空气之间的质能守恒及热质传递模型，并在相关假设基础，对雾化加湿器内的雾滴蒸发与空气热湿过程进行分析。分析结果显示，当空气和雾滴初始温度分别为90℃及20℃，气液体积比在45×10^3时，直径为100μm的雾滴在1．29s内实现完全蒸发，此时空气相对湿度为78％，而当气液体积比降低至40×10^3时，液滴直径降至36．7μm时达到气液平衡，此时空气相对湿度为100％。空气热湿过程分析结果显示，气液体积比为25×10^3-40×10^3时，出口空气相对湿度均能达到饱和状态，出口空气温度约为35℃，蒸发率可达70％以上。

气旋型喷雾干燥塔干燥效率的模拟分析

基于压力-旋流雾化喷嘴模型,采用Fluent和Gambit软件对气旋型喷雾干燥过程进行了数值模拟,得到了干燥过程中干燥塔内颗粒运动质量与停留时间的变化规律。分析了进风温度、风速、料液温度及重力等因素对蒸发干燥效率的影响。分析结果为气旋型喷雾干燥塔的优化设计和干燥效率的提高提供了参考。

以可再生能源为主的多能互补集成应用现状及发展研究

梳理了国内外现有的与多能互补相关的政策与商业模式,并针对我国具有大规模发展潜力的大型综合能源基地类和终端集成一体化类(产业园区、城镇/农村、大型公共建筑)多能互补集成应用类型的适用范围和推广障碍进行了分析,重点从源、网、荷、储的角度研究了每类应用类型的配置原则,最后从政策环境、价格机制、商业模式、管理机制等方面提出措施建议。

一种定日镜场有效镜面面积的评估方法

以定日镜轮廓向地平面投影法计算定日镜镜面的阴影与遮挡损失。定日镜有效面积还受镜面破损、运行故障比例和镜面遮盖损失的影响,因此引入修正因子,得出一种定日镜场总有效镜面面积的评估方法。以宿迁200 kW塔式太阳能光热电站的定日镜场为例,计算定日镜场在4个典型日的阴影与遮挡效率,进而得到定日镜场的平均有效镜面面积。