太陽能熱風發(fā)電的優(yōu)化研究

【摘要】：能源是人類生產(chǎn)生活和社會經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎。目前全球能源形勢嚴峻,傳統(tǒng)的不可再生能源已面臨枯竭,新能源與可再生能源的開發(fā)迫在眉睫。在眾多的可再生能源中,太陽能有其巨大優(yōu)勢:能量巨大、普遍、經(jīng)濟、無污染,但太陽能發(fā)電技術(shù)的應用還未普及。太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)有很大開發(fā)潛力,該系統(tǒng)由集熱棚、導流塔囪和渦輪發(fā)電機組組成,適于太陽輻射強的沙漠地區(qū)。 本課題通過模擬不同太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu),嘗試得出系統(tǒng)內(nèi)部的優(yōu)化結(jié)構(gòu),提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率,模擬的條件綜合考慮外部氣象因素。研究蓄熱介質(zhì)沙子的儲熱換熱特性和進行理論分析及計算,并為在烏海金沙灣地區(qū)建設一座沙漠太陽能熱風發(fā)電站的設計提供理論依據(jù)。 本文收集、整理和分析了內(nèi)蒙古烏海市以及烏海金沙灣地區(qū)的地理環(huán)境和太陽能資源的相關(guān)資料,說明內(nèi)蒙古烏海金沙灣沙漠太陽能熱風發(fā)電站建設具有可行性;通過理論計算得到太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)集熱棚面積、蓄熱介質(zhì)沙厚、塔囪高度等參數(shù)的計算模式;通過小型集熱器實驗得到:對于內(nèi)蒙古地區(qū),3月份在無氣流流動情況下,蓄熱介質(zhì)沙子的最高溫度出現(xiàn)在16時,且最高溫升可達40K,將作為烏海金沙沙漠太陽能熱風發(fā)電站的設計參數(shù)值;以蓄熱介質(zhì)沙子為研究對象,擬合出地面太陽能輻射熱流逐時變化函數(shù);模擬具有不同結(jié)構(gòu)集熱棚的太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng),經(jīng)計算得到:當?shù)丨h(huán)境風速對圓形集熱棚內(nèi)氣流分布有影響,風速大于3.5m/s,會產(chǎn)生棚內(nèi)氣流逆流現(xiàn)象,導致利用率下降;系統(tǒng)以半圓形集熱棚且半徑方向設置風門(即c方式設計)的太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)的效率較高,塔囪底部氣流速度最大,而且環(huán)境風壓對系統(tǒng)會產(chǎn)生環(huán)境多邊效應影響,其中45°進風角時,系統(tǒng)內(nèi)氣流速度最大。建議烏海金沙灣地區(qū)選用半圓形集熱棚,在半徑方向上設置風門,且風門西北向設置。 本課題的研究為太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)應用提供理論支撐,對緩解當前的能源壓力和環(huán)境壓力有重大意義,同時為科學地利用自然資源、探索新的發(fā)電技術(shù),亦有重要研究價值。 【關(guān)鍵詞】：太陽能熱風發(fā)電 集熱棚 塔囪 模擬計算
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 引言11-12
• 1 概述12-28
• 1.1 能源現(xiàn)狀12-15
• 1.1.1 能源危機問題12-13
• 1.1.2 新能源的開發(fā)利用13-15
• 1.2 太陽能利用及其發(fā)電技術(shù)15-20
• 1.2.1 太陽能資源15-16
• 1.2.2 開發(fā)太陽能的優(yōu)點16-17
• 1.2.3 太陽能利用現(xiàn)狀與發(fā)展17-18
• 1.2.4 太陽能發(fā)電技術(shù)18-20
• 1.3 太陽能熱風發(fā)電技術(shù)20-26
• 1.3.1 太陽能熱風發(fā)電原理20
• 1.3.2 太陽能熱風發(fā)電的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-25
• 1.3.3 太陽能熱風發(fā)電的優(yōu)點25-26
• 1.4 課題研究的目的、內(nèi)容和意義26-28
• 2 太陽能熱風發(fā)電技術(shù)的應用及理論研究28-44
• 2.1 烏海金沙太陽能熱風發(fā)電站的可行性分析28-33
• 2.1.1 內(nèi)蒙古烏海地區(qū)的地理環(huán)境和太陽能資源28-31
• 2.1.2 烏海市金沙灣地區(qū)建造太陽能熱風發(fā)電站的優(yōu)勢條件31
• 2.1.3 太陽能熱風發(fā)電示范電站的建設31-33
• 2.2 基礎理論分析33-40
• 2.2.1 系統(tǒng)抽力33-34
• 2.2.2 熱力循環(huán)過程34-37
• 2.2.3 集熱棚和塔囪內(nèi)傳熱流動數(shù)值模擬理論37-40
• 2.3 太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)設計模型的建立40-43
• 2.3.1 集熱棚面積設計模型40-41
• 2.3.2 蓄熱體沙子量設計模型41
• 2.3.3 沙子厚度設計模型41-42
• 2.3.4 導流塔囪設計模型42-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 3 蓄熱體的模擬研究44-51
• 3.1 蓄熱體的實驗模擬44-46
• 3.1.1 實驗裝置44
• 3.1.2 實驗測點布置44-45
• 3.1.3 實驗結(jié)果與分析45-46
• 3.2 蓄熱體的模擬計算46-49
• 3.2.1 模型建立46
• 3.2.2 定解條件46-47
• 3.2.3 模擬結(jié)果47-49
• 3.3 本章小結(jié)49-51
• 4 集熱棚系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模擬51-62
• 4.1 模型的建立51-53
• 4.1.1 物理模型51-52
• 4.1.2 數(shù)學模型52-53
• 4.2 定解條件53-54
• 4.3 模擬結(jié)果54-60
• 4.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化54-57
• 4.3.2 優(yōu)化的系統(tǒng)內(nèi)壓力特征57-59
• 4.3.3 優(yōu)化的系統(tǒng)內(nèi)溫度分布59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 5 太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)的影響因素分析62-74
• 5.1 模型的建立62-63
• 5.1.1 物理模型62
• 5.1.2 數(shù)學模型62-63
• 5.2 定解條件63-64
• 5.3 模擬結(jié)果64-73
• 5.3.1 環(huán)境風壓的影響64-70
• 5.3.2 集熱棚半徑的影響70-71
• 5.3.3 塔囪高度的影響71-72
• 5.3.4 塔囪半徑的影響72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻75-81
• 附錄A 太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)壓力分布圖81-83
• 附錄B 太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)四種進風方式壓力場分布云圖83-88
• 附錄C 風級數(shù)及相應的風壓值88-89
• 附錄D 系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電效率的影響因素分析表89-90
• 在學研究成果90-91
• 致謝91

您可以在本站搜索以下學術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

10Wp太陽能熱風發(fā)電裝置—信息采集與遠程傳輸系統(tǒng)    張霖

太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)的研究    陳靜

世界能源消費現(xiàn)狀和可再生能源發(fā)展趨勢(上)    錢伯章;

可再生能源:07回顧與08展望    李俊峰;時璟麗;

蓄熱介質(zhì)對太陽能熱風發(fā)電集熱器性能的影響    黃惠蘭;張華;安恩科;姚秀平;鄔志敏;

太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)的性能分析及研究方法    黃惠蘭;張華;張靜敏;黃易;

關(guān)于開發(fā)新能源替代化石能源的思考    唐振華,蘇亞欣,毛玉如

太陽能熱氣流電站系統(tǒng)研究    明廷臻;劉偉;許國良;范愛武;

太陽能熱氣流系統(tǒng)內(nèi)傳熱與流動的實驗模擬    明廷臻;劉偉;熊宴斌;管緒虎;許國良;潘垣;

入口高度和熱流對太陽能熱煙囪系統(tǒng)內(nèi)流動換熱的影響    王治云;章立新;楊茉;孫佳明;

太陽能煙囪式熱力發(fā)電技術(shù)進展    龍新峰

太陽能發(fā)電及其展望    黎兆林;

太陽能熱氣流發(fā)電技術(shù)中的結(jié)構(gòu)問題初探    袁行飛;錢若軍;董石麟;呂曉東;張幸鏘;

太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的CFD模擬與優(yōu)化    范振河

高溫煙氣中水滴非等溫蒸發(fā)的數(shù)值模擬研究    金光;宋興旺;王華;

復合墻體室內(nèi)溫度響應研究    許建柳;

節(jié)能多孔磚墻體熱工性能的數(shù)值計算及應用分析    王曉璐;黃大宇;

雙層皮玻璃幕墻風口的確定    周傳輝;吳銀光;陳華良;

含濕多孔介質(zhì)應用于建筑墻體的制冷性能分析    陳威;張愛國;劉倩;戴青;

地鐵島式站臺火災環(huán)境監(jiān)測與控制    魯嘉華;張志英;

天然河道數(shù)值模擬中網(wǎng)格生成中插值方法的研究及應用    馬淼;田懋;景何仿;李春光;

沼氣工程地理信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)    唐雪夢;陳理;吳樹彪;

CFD在溫室室內(nèi)環(huán)境研究中的應用    金玲;劉妍華;

數(shù)值模擬在建筑一體化太陽房設計中的應用    紀獻兵;林文賢;劉滔;

汽車空調(diào)風道設計及驗收方法    王利希;周健;Jimmy Tsang;潘樂燕;

節(jié)能高效、減排低碳與責任和快速工業(yè)化及經(jīng)濟騰飛    滕吉文;阮小敏;張永謙;閆雅芬;

空氣-空氣能量回收裝置阻力性能的數(shù)值模擬研究    欒衛(wèi)濤;李永安;

直埋供熱管道固定墩熱橋能耗分析及節(jié)能措施    蔡明慶;劉學來;李永安;

地源熱泵巖土熱響應測試影響因素分析    王灃浩;顏亮;馮琛琛;王新軻;

蓄熱型太陽能熱泵空調(diào)技術(shù)經(jīng)濟分析    黃煒;張琳邡;肖占;紀河;

長圓柱形果蔬冷激處理過程傳熱特性分析    陳愛強;楊昭;尹海蛟;張娜;

球突翅片的傳熱與流動特性及等效熱阻數(shù)值分析    崔帥;吳學紅;茍秋平;呂彥力;朱興旺;

半球突開縫翅片的優(yōu)化設計及性能評價    茍秋平;吳學紅;呂彥力;朱興旺;

環(huán)境溫濕度對冷藏陳列柜食品影響的三維數(shù)值模擬    孟志強;吳學紅;張文慧;呂彥力;

載人潛器阻力性能的數(shù)值和試驗預報及外形優(yōu)化研究    李佳

有壁面質(zhì)量注入通道流體動力學典型問題分析    王革

船用燃氣輪機排氣引射裝置性能研究    王忠義

分布式電源的概率建模及其對電力系統(tǒng)的影響    王敏

1000MW核電站離心式上充泵水力設計與結(jié)構(gòu)可靠性研究    付強

熔融鹽高溫斜溫層混合蓄熱的熱過程特性    左遠志

電站鍋爐煤粉空氣富氧直接點火技術(shù)的理論及應用研究    楊建國

氣動—柴油混合動力發(fā)動機工作過程研究    胡軍強

基于力平衡條件下等離子弧焊小孔形狀分析    霍玉雙

基于并網(wǎng)逆變器電能質(zhì)量與變換效率的若干關(guān)鍵技術(shù)研究    楊波

扁管管殼式換熱器數(shù)值模擬研究    羅富強

流量周期性變化流場數(shù)值分析    劉廣山

強內(nèi)熱源多孔介質(zhì)條通道流動換熱實驗技術(shù)研究    丁銅偉

孔群噴注噪聲理論與實驗研究    楊文強

橫向來流對等離子點火器點火區(qū)域的影響    吳曙亮

中小型LNG船C型獨立液貨艙支座設計研究    楊青松

基于有限體積法的液滴撞擊固體平壁數(shù)值模擬    王宗鵬

水下拖曳體外形設計及其水動力學性能分析    劉顯龍

寒冷地區(qū)太陽能—空氣源熱泵系統(tǒng)研究    吳啟任

辨識室內(nèi)顆粒污染源的CFD反問題建模    李洪珠

太陽能熱發(fā)電的研究現(xiàn)狀與前景展望    郝雷;王樹茂;劉曉鵬;蔣利軍;顧寶霞;

太陽能熱風發(fā)電站集熱棚的實驗和CFD計算模擬研究    楊燕;陳義勝;魏毅立;龐赟佶;崔小超;羅劍慧;

太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)塔囪高度直徑的設計計算    田艷榮;李義科;楊燕;楊旺;

太陽能熱氣流電站系統(tǒng)的研究進展    黃素逸;

太陽能熱風發(fā)電系統(tǒng)的性能分析及研究方法    黃惠蘭;張華;張靜敏;黃易;

基于AVR的雙通道數(shù)字電壓測量計    駱揚;朱艷菊;

基于單片機的量程自動轉(zhuǎn)換電壓表設計    任艷玲;

高速積分式直流數(shù)字電壓表    胡召宇;

對煙囪式和塔式太陽能熱力發(fā)電系統(tǒng)的分析    徐濤;劉曉紅;

太陽能熱發(fā)電技術(shù)    張耀明;

基于西部太陽能煙囪熱氣流發(fā)電及應用研究    周新平

太陽能干燥褐煤的實驗研究    羅爐林

穩(wěn)定光源與光功率計的研制    顧興志

太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的CFD模擬與優(yōu)化    范振河

高精度照度計的設計    侯文輝

基于神經(jīng)網(wǎng)絡的光強度檢測    徐匯杰

熱風發(fā)電煙囪效應的數(shù)值模擬與實驗研究    郭歡

太陽能熱發(fā)電技術(shù)    紀獻兵;蒲紹選;謝建;李云蒼;劉滔;

高效太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的可行性分析    沈洪嘉;

太陽能電池及材料研究    梁宗存,沈輝,李戩洪

我國風力與太陽能發(fā)電的發(fā)展與展望    嚴陸光

太陽能熱氣流電站系統(tǒng)的研究進展    黃素逸;

供熱機組-海水淡化聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析    楊洛鵬;沈勝強;克勞根特斯;

國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略選擇——加強可再生能源開發(fā)利用    劉全根

太陽能熱動力空間發(fā)電系統(tǒng)的研究    蘇亞欣

關(guān)于開發(fā)新能源替代化石能源的思考    唐振華,蘇亞欣,毛玉如

整體張拉及雜交結(jié)構(gòu)體系的特點與應用    郭彥林,呂晶

太陽能煙囪發(fā)電裝置溫度場和流場的數(shù)值模擬研究    楊家寬;李進軍;張建鋒;肖波;

太陽能煙囪發(fā)電裝置建造和試驗研究    楊家寬;張建鋒;李進軍;肖波;

太陽能煙囪提高室內(nèi)熱壓通風效果的數(shù)值模擬    王麗萍

真空玻璃蓋板熱管平板式太陽能熱水器的理論與實驗研究    王世鋒

昆明建國內(nèi)最大太陽能電站    

日本公司設想將月球變成超級太陽能電站    

中國科學家提出空間太陽能電站發(fā)展技術(shù)“路線圖”(上)——寫在空間太陽能電站發(fā)展技術(shù)研討會上    范斌;紫曉;

發(fā)展空間太陽能電站引發(fā)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命    王希季;閔桂榮;

阿聯(lián)酋擬建第一座24h不間斷太陽能電站    

世界最高太陽能電站    

聯(lián)邦德國建成西歐最大太陽能電站    

太陽能電站    

日本欲建太空太陽能電站    

得天獨厚的空間太陽能電站    傅民杰

激光途徑的空間太陽能電站    趙長明;

無線輸電技術(shù)與衛(wèi)星太陽能電站的發(fā)展前景    王秩雄;王挺;喬斌;

太陽能電站關(guān)于站址選擇的探討    姜軍海;宋春艷;

自然環(huán)境中太陽能電站高溫吸熱涂層材料結(jié)構(gòu)設計和研制    程旭東;葉衛(wèi)平;丁彰雄;宮殿清;李光磊;王輝;張樸;萬倩;王珂;馬濤;王濤;羅干;

風能、太陽能電站在農(nóng)村基站應用研究    王澤;李德峰;馬力;龐大偉;

西昌擬建全國最大太陽能電站    杜成

美擬建太空太陽能電站    

青海柴達木盆地將建成我國最大并網(wǎng)太陽能電站    姜辰蓉 錢賀進

德計劃在北非建巨型太陽能電站    記者 顧鋼

歐亞國家爭建巨型太陽能電站    竇光宇

柴達木盆地將建我國最大并網(wǎng)太陽能電站    王靜

德國最大太陽能電站落成    本報駐德國記者 劉華新

寶林建成全市最大太陽能電站    記者 尹濱

沙漠里升起不落的太陽    牟雪江

朱建平主持召開全國太陽能電站建設觀摩交流會籌備協(xié)調(diào)會    記者 李莎莎

太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)耦合機理與熱力特性研究    崔映紅

太陽能與燃煤機組互補電站熱力特性與集成機理研究    胡永生

太陽能輔助燃煤發(fā)電系統(tǒng)熱力特性研究    閻秦

槽式太陽能直接蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)性能分析與實驗研究    楊賓

3MW太陽能電站的設施規(guī)劃與物流系統(tǒng)設計    祁海珅

空間太陽能電站動力學與控制的柔性一體化仿真平臺    張駿

太陽能電站中渦輪機的研究    楊靖輝

太陽能布雷頓熱機發(fā)電系統(tǒng)仿真研究    張建國

太陽能輔助燃煤系統(tǒng)性能評價與運行模式研究    朱勇

太陽能電站雙罐式熔鹽蓄熱系統(tǒng)的優(yōu)化設計及研究    張雅文

以太陽能為輔助熱源的混合發(fā)電方式研究    吳靜

碟式太陽能熱動力發(fā)電系統(tǒng)的研究    趙剛

太陽能熱風發(fā)電的優(yōu)化研究    楊燕

基于VB和MSP430的太陽能電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實驗研究    王冬云