太阳能热气流发电系统透平发电及其能量损失

对包含蓄热层、透平的太阳能热气流发电系统的流动及传热及发电特性进行数值模拟,建立了太阳能热气流发电系统的流动与传热数学模型,分析了太阳辐射和透平压降对系统透平发电输出功率以及系统各部件能量损失的影响.计算结果表明:当太阳辐射为800 W/m2、透平压降为400 Pa时,系统输出功率可达160 kW;此外,大流量的流体流出烟囱成为造成系统能量损失的主要因素,集热棚顶棚也造成了大量的能量损失.     

太阳能热气流发电系统非稳态数值模拟

对太阳能热气流发电系统及蓄热层中的传热与流动特性进行了数值模拟.建立了集热棚、烟囱以及蓄热层内部的传热流动数学模型,分析了太阳辐射对蓄热层蓄热性能的影响.计算结果表明:土壤具有热惯性和较强的蓄热作用;蓄热层表面平均温度和烟囱出口平均温度随时间有一个较大的波动,且蓄热层表面平均温度的波动幅度更显著;蓄热介质的平均温度及系统散热量随时间波动,采用双层玻璃或薄膜材料可减小集热棚顶棚能量损失.     

太阳能热气流透平发电系统流动与传热特性分析

建立了包含蓄热层和透平的太阳能热气流发电系统的流动与传热数学模型,分析了太阳辐射和透平压降对系统透平发电输出功率以及系统各部件能量损失的影响.对MW级太阳能热气流发电系统进行的二维稳态数值模拟计算结果表明:太阳辐射和透平压降对系统输出功率以及系统出口参数的影响均非常显著;当太阳辐射高于400 W/m2、透平压降高于300 Pa时,系统输出功率可达1 MW以上;大流量的流体流出烟囱是造成系统能量损失的主要因素,集热棚顶棚也会引起较高的能量损失.     

太阳能热气流发电技术及其应用展望

太阳能热气流发电作为一种清洁能源发电技术,在运行方式、改善生态等方面具有其独特优势,目前正备受国内外学者关注并已成为太阳能利用技术研究热点之一。为此,首先简述了太阳能热气流发电的基本原理,以及近年来针对集热棚、烟囱、涡轮机、蓄热层及导流锥五大关键设备进行的特性研究;进而总结了各国学者在仿真案例研究、结构参数优化、数值理论建模和经济可行性分析等方面的研究进展;在此基础上,简要介绍了近年国内外针对太阳能热气流发电已开展的物理实验平台,其中重点介绍了青海大学开发的国内首个具有发电和储能双重功能的太阳能热气流实验系统;最后,根据太阳能热气流发电当前研究现状,针对该技术在青海西部地区的综合能源系统应用、建设前景等方面提出思考和建议。     

太阳能热气流透平发电系统数值模拟

太阳能热气流发电技术是目前国际太阳能研究领域的一个热点之一，但对负载条件下太阳能热气流发电系统的研究并不多。该文将整个太阳能热气流发电系统分成集热棚、烟囱和透平3个区域，分别建立各个区域的传热与流动数学模型。以西班牙试验电站模型为实例进行了数值模拟。计算结果表明，系统的最大输出功率略大于50 kW，与西班牙电站模型的额定功率相近，烟囱出口参数随透平转速的变化与自然对流原理相符，证明该文方法的正确性。此外，对MW级太阳能热气流发电系统进行了透平设计与计算，计算结果表明，系统输出功率超过10 MW。该文数值方法和设计方案为大规模太阳能热气流发电系统的设计和应用提供参考。     

新型太阳能热气流电站烟囱流场数值模拟研究

设计了一种新型立式集热板太阳能热气流电站系统,通过建立数学模型,利用CFD数值模拟软件Fluent对该电站系统太阳能烟囱内的速度场、压力场进行数值模拟,研究了烟囱高度和太阳辐射强度的变化对烟囱内空气速度场和压力场分布的影响。研究表明,烟囱高度和太阳辐射强度的增加可以强化烟囱的抽吸作用,有利于提高太阳能热气流发电输出功率。     

超临界二氧化碳太阳能热发电系统中集热蓄热颗粒及其性质研究现状

超临界二氧化碳（S-CO₂）太阳能热发电技术需要集热蓄热介质的工作温度能够达到1 000 ℃以上，以有效提升太阳能热发电效率和降低太阳能热发电成本。固体颗粒可作为集热蓄热工作介质应用于高温环境，其性质和筛选研究对于发展S-CO₂太阳能热发电技术至关重要。本文综述了近年来应用于太阳能热发电领域的各种集热蓄热颗粒及其性能研究，包括颗粒的光学性能、热物理性能、热稳定性和抗磨损性，进而总结和展望了集热蓄热颗粒的研究重点，指出目前缺乏对固体颗粒性能的全面分析研究，对颗粒表面改性以及通过添加颜料来制备高吸收率的粒子是新的研究热点，国内对于颗粒比热容的研究温度较低（800 ℃以下），需进一步加强颗粒比热容和导热系数的热循环稳定性研究，以及考虑颗粒磨损和失效导致的寿命缩短及颗粒不同性质导致的综合成本研究。     

一种新型的太阳能发电技术

对迄今为止有关太阳能热气流发电技术的研究成果进行了全面的综述,其中包括作者在该领域的最新研究进展：太阳能热气流发电系统的热力学循环,HAG效应,带有蓄热层的系统以及带有透平的系统耦合数值模拟等,并对下一步的研究工作进行了展望。     

我国首个太阳能热气流发电厂开始建设

宁夏是太阳辐射的高能区之一，太阳能资源丰富。银川市瑞明太阳能有限公司在经过多年的科技攻关后，终于成功破解了太阳能热气流发电中的技术难题。今年年初，他们在灵武市向东5km处的一片沙荒地上投资兴建1000kW太阳能热气流发电厂。据介绍，太阳能热气流发电是利用地面反射太阳热量形成热气流，热气流在运动过程中带动叶片进行发电。整个发电过程不需要燃料和冷却水，     

太阳能光热发电系统安全风险初探

介绍了太阳能光热发电系统分类,从集热系统、蓄热系统、换热系统、辅热系统、发电系统等方面对其进行安全风险分析,指出各种类型光热发电系统的安全风险源,并提出了相关措施和建议,为太阳能光热发电系统的设计、安装和运行等提供了参考。     

太阳能热风发电模型中的动力相似性分析

阐述太阳能热风发电系统的理论工作循环和影响系统性能主要参数。为便于系统模型的实验研究,利用量纲分析方法,将多个主要影响因素转化成2个无量纲参数。分析模型间的动力相似性能,并用有限体积法数值验证3个模型的无量纲参数的相同规律。计算时把系统集热棚下的地面所吸收到的太阳辐射能当作恒定内热源来处理边界条件。结果表明太阳能热风发电系统模型间具有动力相似性。为推广到相似的模型上深入研究系统的性能提供重要参考。     

太阳能热风发电技术研究进展

介绍了太阳能热风发电的产生背景、技术原理和特点。太阳能热风发电能够实现由太阳能到空气动能,最终到电能的转变,具有环保无污染、运行维护简单、缓解常规能源消耗等特点。简要介绍世界上第1座试验性质的太阳能热风发电站。对太阳能热风发电技术相关研究历程从试验研究和理论研究2个方面做了综述,重点介绍了澳大利亚电站的建设进展及最新相关学术研究进展,包括过渡段理论及试验研究、系统数值模拟和太阳能热风发电技术在高山地区的应用等。介绍我国太阳能资源情况,指出我国太阳能资源丰富,适合建造大型太阳能热风发电站。     

太阳能热气流发电辅助加热烟囱特性数值模拟

针对太阳能热气流发电系统,提出了采用二次辅助加热的技术措施,以增大气体内能,增加气流速度,提高烟囱抽力,降低烟囱高度的设想。利用流体动力学数值模拟软件Fluent对辅助加热烟囱特性进行数值模拟,研究辅助加热气流焓值变化对烟囱速度场、压力场分布的影响,并与无辅助加热情况进行比较。结果表明,太阳能热气流发电系统辅助加热可强化烟囱的抽吸作用,有利于发电机组的正常连续运行和发电输出功率的提高。     

立式集热板式太阳能热气流发电系统性能研究

介绍了立式集热板式太阳能热气流发电系统的结构及原理,分析了系统的最大输出功率及最大能量转换率。分析得出,当发电系统中烟囱的高度、宽度及太阳辐射强度增加时,均可使系统的最大输出功率和最大能量转换率增加,其中烟囱高度的影响最为显著,同时环境温度对系统功率也有一定影响。另外,系统规模受高层建筑规模的限制,最大能量转换率比原始结构的太阳能热气流电站小,但可为城市建筑节能提供新思路。     

太阳能烟囱式热力发电技术进展

太阳能烟囱式热力发电是一项可利用太阳热能进行大规模发电的、非常有前景的清洁能源技术,在费用与性能上已经显示出了很大的优势,对人类环境的改善和电力行业可持续发展具有重要的战略意义,必将成为21世纪一种重要能源产业。为此,介绍了太阳能烟囱式热力发电技术产生的背景、原理与特点,世界各国太阳能烟囱式热力发电技术的研究进展及应用前景,以及主要相关技术,同时提出了发展中国太阳能烟囱式热力发电技术研究的建议。