基于主从博弈的燃气-太阳能-地热能耦合系统运行优化

为提高能源利用率与经济性,提出一种基于博弈论中主从博弈的燃气-太阳能-地热能集成综合能源系统优化运行策略。首先建立综合能源系统模型,将其嵌套入博弈理论的框架下,建立主从博弈的运行优化模型,将能源聚合商作为领导者,综合能源系统和负荷终端用户作为跟随者,在各方追逐目标最优时实现经济性、环保性和节约性。最后通过算例验证了所提方法的有效性,聚合商、供能系统和终端用户均能实现最优的综合性能。

槽式太阳能聚光集热器传热特性分析

为了研究槽式太阳能集热器的传热特性及为槽式太阳能集热器的设计提供理论依据,该文分析了槽式太阳能集热器的传热特点,建立了槽式太阳能集热器传热过程一维数学模型:利用该数学模型,计算分析了槽式太阳能集热器的传热特性。选取了2014年9月21日、10月25日的太阳直接辐照数据进行计算分析,10月25日太阳直接辐照数据均值比9月21日高37.5894 W/m^2,9月21日集热器吸收的太阳辐射热能计算均值比10月25日高196.644.W/m:接受管内外壁导热量随内外壁面温差升高而增加,接受管外径与内径的比值大于1.05时导热热阻增加到0.0004679 K/(W·m);接受管和玻璃管之问传热主要是辐射换热,辐射换热量随玻璃管内壁面温度升高而增加:对流换热量数值上可以忽略不计,且与接受管和玻璃管之间的环形空间残存气体类型有关,环形空间为氢气的对流换热量大于空气,空气大于氩气:玻璃管对外界的传热主要是辐射换热和对流换热,环境温度每下降lO℃,玻璃管对环境的辐射放热量增加约105 W/m:玻璃外管壁温度为50℃时,风速为6 m/s比0.5 m/s时的对流换热量增加约116W/m,玻璃外管壁温为80℃时,该值增加约为340 W/m;集热器的瞬时热效率随传热工质温度的升高而下降,随太阳直接辐照增加而升高;利用该文建立的数学模型计算的瞬时效率与美国可再生能源实验室的试验数据最大偏差约为3%。

太阳能辅助的燃煤机组经济性分析

太阳能辅助的燃煤机组可有多种形式。分别将太阳能集热器并联在机组回热系统、高压加热器、低压加热器,以600 MW超临界火电机组在设计工况下的运行参数为基准进行分析。结果表明:3种方案都可提高机组热经济性、减少燃煤量并降低CO_(2)排放量。其中,第2种方案最佳,其能源平均成本(LEC)远低于单纯太阳能热发电成本,具有较高的经济性。

槽式太阳能与火电机组联合系统的经济性分析

针对太阳能与火电机组联合运行系统提出3种集成方案:太阳能集热系统与机组回热系统并联;太阳能集热系统与锅炉汽化段并联;太阳能集热系统与机组回热系统及锅炉汽化段并联。以槽式太阳能与600 MW亚临界火电机组联合为例,对3种方案进行经济性分析,并对最优方案太阳能部分做能源平均成本(LEC)计算。结果表明:3种方案(尤以第3种方案最佳)均可有效减少燃煤量,降低CO_2排放量,最优方案中LEC低于单纯太阳能发电成本,具有经济可行性。

塔式太阳能热管接收器表面热流密度分布及光学性能研究

该文设计一种用于小型塔式太阳能电站的热管接收器。基于蒙特卡洛光线追迹(MCRT)算法和混合编程方法,开发光学仿真程序。详细研究单根热管表面热流密度时空分布规律和热管接收器表面能量动态分布规律,并分析接收器瞬时光学性能。研究结果表明单根热管表面热流密度具有强烈非均匀性。夏至日正午,吸热面中心单根热管吸收能量约为6.9 kW。春分日和夏至日时,接收器最大光学效率约为75%;冬至日最大光学效率约为61%。研究结果有助于进一步研究热管接收器的光热耦合机理。

槽式太阳能与地热能联合运行系统设计

针对已选定的槽式太阳能热发电技术和地热双循环热发电进行了深入分析,研究了系统主要的技术细节。在对地热能发电和槽式太阳能热发电有了全面掌握的基础上,设计了以郎肯循环为基础的槽式太阳能地热能联合运行发电系统,并完成了算例的计算分析。将该算例同单一的槽式太阳能热电站和地热能电站进行详细比较,结果表明,联合电站的优点明显高于两个独立系统。最后,文章提出了一种新的以卡琳娜循环为动力循环的联合系统,并完成了该系统的计算分析,进一步根据计算将两种联合系统进行比较,得出卡琳娜循环联合系统较郎肯循环联合系统在各方面都有一定优势,但是实际使用中要谨慎。

多相结合:“新能源发电技术”研讨课实践体会

全校研讨课是东南大学2015年新实施的教学形式,与传统的教学形式有很大的区别,它将课内理论学习与课外实践结合起来,上课的具体形式更加多样化,更利于调动学生的学习积极性。

建材内甲醛散发参数处理方法及实验研究

提出了一种新型的建筑板材内甲醛散发关键参数的处理方法,并进行了不同温度场作用下的实验研究。结果表明,温度可以明显促进板材内甲醛的散发,根据实验数据拟合得到Km、C0和Dm,三大参数随温度的变化规律验证了本文提出的新型处理方法;实验过程中,舱内浓度对甲醛挥发速率的抑制作用比温度对其的促进作用更加明显;本文提出的新型处理方法被证实是可行并且可靠的,可为板材内其他VOC气体散发参数的处理提供依据和参考。

真空管型太阳热水器传热特性的数值分析

建立模拟真空管太阳热水器内流动与换热的数值模型来研究气候参数和技术参数对真空管型太阳热水器性能的影响,数值模型与实验结果吻合较好。研究结果表明,集热管越长,水箱内平均水温越高,但同时从集热管损失的热量越多,这反而会导致热水器效率下降。在该文的研究范围内,当管长由1.5 m增至2.1 m时,水箱内平均水温升高10.5%~31.9%,同时效率降低了3.1%~11.0%。此外研究结果还表明,从集热管散失的热量占真空管型热水器总热损的80%。

槽式太阳集热器单轴跟踪模式的比较研究

针对槽式太阳集热器不同单轴跟踪模式跟踪效果的问题,对考虑当地月度太阳直接辐照强度(DNI)变化的2种水平轴向跟踪模式下,不同地区槽式集热器月度太阳辐射接收量进行计算模拟。结果表明,当地月度平均DNI的变化并不会改变最佳跟踪模式的选择,但会影响集热器太阳辐射接收量及峰值出现的月份。对2种水平轴向跟踪模式在接收太阳能量上的纬度转折点以及集热器外形尺寸对此的影响进行分析,计算所得的转折纬度处于47°~49°之间。随着集热器截面抛物线焦距或开口尺寸的增加,转折纬度逐渐下降。

双面光伏组件建模及发电性能研究

针对双面光伏组件建立一种耦合模型,可用于模拟双面光伏组件在实际运行过程中的输出特性。采用视角系数法建立便于模拟背面辐照度的二维辐照度模型,提出一种简化计算方法来求解七参数电学模型,并根据能量守恒的非稳态热学模型来估计电池温度。之后通过输入参数的传递,对耦合模型进行求解,并通过实验数据验证模型的准确性。结果表明:辐照度模型可对不同天气条件下双面光伏组件辐照度进行模拟,晴天时更准确,均方根误差仅为6.9%;采用简化方法求解的七参数电学模型,求解结果与实测值较吻合,在最大功率处的功率偏差仅为0.4 W;所建立的耦合模型可对双面光伏组件单日输出功率及年度发电性能进行评估,模拟结果与实测数据吻合较好。

高压静电场对纤维素Iβ中甲醛扩散的影响

采用分子动力学的方法,进行了在不同高压电场作用下,甲醛分子在纤维素Iβ中扩散运动的模拟。结果表明:当电场强度从0增大到109 V·m^(-1)时,扩散系数由5.64×10-10 m^2·s^(-1)增大到7.768×10-10 m^2·s^(-1),增大了约38%,说明高压静电场加强了甲醛分子在纤维素Iβ中的扩散运动,提高了扩散系数;电场强度能有限增强纤维素链的整体移动,并不会破坏纤维素的稳定性;高压静电场的施加,改变了甲醛分子与纤维素Iβ相互作用,提高了静电作用、范德华作用和总相互作用。

n型高效光伏组件发电性能研究

该文基于海南某小型光伏电站测试项目,收集p型和n型2种光伏组件在2021年的发电量数据,对比分析这2种组件在不同月份下的单瓦日均发电量,验证n型光伏组件相较于p型组件发电效率方面的优越性。在光伏电站实际工作条件下测试辐照度和温度对2种组件发电性能的影响,结果表明:n型光伏组件弱光性能更好;在高温条件下有更多的发电量增益,证明n型光伏组件的热稳定性更好,与理论上n型光伏组件功率温度系数更小相符。通过研究2种组件在不同天气下的直流功率,发现n型光伏组件在辐照度突降的情况下也保持优越的发电性能。

异质结光伏组件的发电效果研究

为研究异质结光伏组件的实际发电效果,收集某光伏发电站近两年的发电量数据,得到单块组件的月均发电量。通过对比分析,验证该异质结光伏组件相对于多晶光伏组件在发电效率方面的优越性,且与理论增益相符。通过计算冬夏两季的月均发电量和月均辐照度,证明相比多晶光伏组件,温度升高对该异质结光伏组件的功率影响更小,与理论上异质结光伏组件的功率温度系数更小相符。通过研究组件的单日发电功率,发现异质结光伏组件体现发电效率优势需要有较强的辐照度。

不同放电倍率条件下的锂电池温度场分析

锂电池作为可再生能源领域中储能系统的核心部件,其安全运行至关重要,然而锂电池在放电过程中的温升现象会严重影响其安全运行与使用寿命,甚至会导致事故的发生,因此,研究锂电池的工作温度对其安全的影响具有重要意义。本文首先根据实验数据分析了锂电池在充放电循环过程中的温度情况,分析发现:随着放电倍率的增大,锂电池在放电过程中的温升数值显著增大。然后根据锂电池的生热机理,建立了热效应模型并确定了热物性参数;随后建立了锂电池的三维模型并进行网格划分,选择非稳态导热的求解方法并设置材料参数,在常温、自然散热条件下,对锂电池在放电倍率分别为0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 C的情况进行了放电热分析,分析了不同环境温度下锂电池的温度场情况,并对不同放电倍率下锂电池在何种环境温度下能达到理想的温度场进行了仿真模拟。仿真结果表明:锂电池的最高温度会随放电倍率的变化而变化,并在放电倍率为1.5 C时达到限值;此外,改变环境温度可降低锂电池的最高温度。

超声波强化多孔纤维干燥过程试验研究

为了探究超声波场对多孔纤维干燥过程热湿迁移的影响,对有无超声波作用下多孔纤维的干燥过程进行了试验研究。试验结果表明:无超声波作用时,多孔纤维干燥包括恒速和降速两个阶段,且其转化临界点在干基含湿率为0.5左右;施加超声波场之后,干燥过程只有降速阶段,且随着功率的增加超声波的强化作用逐渐增强,功率和干燥速率呈现非线性关系;随着干燥过程的进行,含湿量降低,超声波的强化作用逐渐削弱;为了减少能耗当干基含湿率降低至0.5时即可终止干燥。