太陽能中高溫?zé)崂眉捌鋬峒夹g(shù)的應(yīng)用研究.pdf

1、太陽能中高溫?zé)崂弥泄鉄岚l(fā)電技術(shù)是一種完全清潔的發(fā)電方式，不會產(chǎn)生二次污染;然而太陽輻射具有間歇性，為保證電能輸出的連續(xù)性和穩(wěn)定性，儲熱系統(tǒng)必不可少。目前的太陽能熱電站均是商業(yè)化規(guī)模，對于小型太陽能熱電站及其儲熱裝置的研究并不充分。
　　本課題針對小型的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中儲熱裝置，開展了以下幾個方面的研究工作:以南京地區(qū)某別墅群建筑(共10棟單體別墅，每棟別墅建筑面積1104.2m2)為研究對象，采用能耗模擬軟件對其進(jìn)行建模和模擬

2、;對該別墅群建筑的小型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的儲熱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計計算;建立儲熱熔鹽罐的物理模型和數(shù)學(xué)模型;運用有限元分析軟件ANSYS分別對熱鹽罐和冷鹽罐的保溫層厚度、內(nèi)部熔鹽分布情況、以及液位與熱損失關(guān)系進(jìn)行模擬和分析;并模擬研究了不同儲熱溫度、不同高徑比、外界環(huán)境溫度和風(fēng)速對儲熱熔鹽罐熱損失的影響。主要得到以下結(jié)果:
　　1、對于設(shè)計容量為400kW、儲熱溫度292～386℃、儲熱6h的太陽能儲熱系統(tǒng)，計算得到儲熱熔鹽罐尺寸為:內(nèi)徑

3、7.2m，熱鹽罐體積204m3、內(nèi)部熔鹽高3.4m;冷鹽罐200m3、內(nèi)部熔鹽高3.3m。
　　2、側(cè)壁保溫層厚度影響熔鹽的溫度分布，頂部的保溫層厚度影響熔鹽上方空氣的溫度分布;罐底邊緣位置是保溫薄寫弱環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)此處的傳熱與保溫;對于本次設(shè)計的熔鹽罐，建議熱鹽罐保溫層厚度為0.4m，冷鹽罐保溫層厚度為0.3m。
　　3、熔鹽沿高度方向分布的規(guī)律決定了熔鹽泵吸入口的安裝位置:熱鹽罐主體溫度分布在0.66m～3.25m，因此

4、熱鹽泵吸入口應(yīng)不低于0.66m;冷鹽罐主體溫度分布在0.33m～3.20m，因此冷鹽泵吸入口應(yīng)不低于0.33m。
　　4、隨著儲熱溫度的升高，儲熱罐的熱損失呈上升趨勢，但是增長速率變得緩慢，因此在條件允許的范圍內(nèi)，盡量提高儲熱溫度;同時，提高儲熱溫度也會減少儲熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸，降低儲熱系統(tǒng)的初投資。由于主流蒸汽的溫度一般在370℃以上，因此儲熱溫度不宜低于380℃。
　　5、不同高徑比(0.5～2.0)下的儲熱熔鹽罐，當(dāng)保溫

5、結(jié)構(gòu)相同時，總散熱損失呈現(xiàn)先減小后變大的變化趨勢，在1.4達(dá)到最小。當(dāng)環(huán)境溫度從-5.2℃升高到37.2℃，儲熱罐的熱損失隨之呈線性遞減，因此冬季為了防止內(nèi)部熔鹽溫度過低，需要開啟輔助加熱裝置來彌補(bǔ)散熱損失。當(dāng)風(fēng)速從0增大到11m/s，儲熱罐熱損失隨之呈現(xiàn)增加趨勢，并且當(dāng)風(fēng)速小于2m/s時，隨著風(fēng)速的增大，熱損失的增長速率要大于風(fēng)速大于2m/s時的情況。
　　本文通過計算和模擬分析了儲熱熔鹽罐溫度分布以及熱損失的影響因素，為小型的