100MW太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)數(shù)值模擬和蓄熱層優(yōu)化研究

【摘要】：作為清潔可再生且環(huán)境友好的能源的利用方式，太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)作為一種簡單新穎的太陽能熱利用方式，已經(jīng)引起了社會上學(xué)者的廣泛關(guān)注。但是由于基礎(chǔ)投資較大且太陽能利用效率很低，導(dǎo)致在目前為止，太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)還沒有取得廣泛的商業(yè)利用。因此，對削減太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)投資成本和提高發(fā)電效率的方向上的研究，能加快太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展，為未來的能源發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 本文首先在夏季和冬季上海地區(qū)某典型一天中，為了得到太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)中的空氣流動狀態(tài)，對太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。從模擬結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，結(jié)合太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的和太陽池發(fā)電系統(tǒng)，能得到較好的效益。文中分析了結(jié)合兩個(gè)系統(tǒng)的理論，太陽能煙囪內(nèi)的高溫環(huán)境能減少太陽池的熱散失并優(yōu)化太陽池的非對流層厚度，太陽池可以作為太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的蓄熱部分，并以100MW太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)和6.87km2的太陽池的結(jié)合，在最大太陽輻射為1000W/m2，700W/m2和400W/m2進(jìn)行計(jì)算。 結(jié)果顯示，在白天，結(jié)合獨(dú)立太陽池系統(tǒng)后，太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的效率會稍微下降一點(diǎn)，當(dāng)考慮太陽池的蓄熱效果，在太陽下山后給太陽能集熱棚供熱，太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)能在之后的一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)發(fā)電，太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的總效率會有所增加。并且當(dāng)太陽輻射越大時(shí)，結(jié)合太陽池后，太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的效率增加越大。在最大太陽輻射為1000W/m2，電價(jià)為0.5元每度時(shí)，太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)能每天多發(fā)21,500元的電量，如果一年能連續(xù)以這種條件發(fā)電250天，一年的可以增加收益7,375,000元。 【關(guān)鍵詞】：太陽能煙囪 太陽池 結(jié)合 效率
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-18
• 1.1 能源現(xiàn)狀8-9
• 1.2 太陽能利用技術(shù)9-10
• 1.3 太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)10-13
• 1.4 研究現(xiàn)狀13-18
• 2 理論分析18-21
• 2.1 太陽能集熱棚過程分析18-19
• 2.2 渦輪機(jī)過程分析19
• 2.3 煙囪過程分析19-20
• 2.4 建立數(shù)學(xué)模型20-21
• 3 太陽能煙囪模擬計(jì)算和分析21-48
• 3.1 模型選擇21-23
• 3.2 模型和參數(shù)23-25
• 3.3 夏季工況下的計(jì)算25-33
• 3.4 冬季工況下的計(jì)算33-48
• 4 太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)和太陽池的結(jié)合48-67
• 4.1 太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)中蓄熱系統(tǒng)的利用分析48-49
• 4.2 太陽池簡介49-51
• 4.3 太陽池效率分析51-52
• 4.4 太陽能煙囪和太陽池發(fā)電系統(tǒng)的造價(jià)分析52-53
• 4.5 結(jié)合太陽池和太陽能煙囪系統(tǒng)的優(yōu)勢53-54
• 4.6 結(jié)合計(jì)算54-61
• 4.7 小結(jié)61-67
• 5 總結(jié)和展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 致謝69-70
• 圖表目錄70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76

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