基于ORC的太阳能热电联产系统优化设计

针对太阳能资源丰富的偏远地区小型建筑群的用能需求,提出了一种基于有机朗肯循环(ORC)的太阳能热电联产系统,即采用真空管太阳能集热器收集热量,供给ORC系统发电,并采用其余热进行供暖的系统。对该系统建立了数学模型,通过与实验结果的比较,验证了模型的正确性。以某部队哨所为例,采用正交优化设计的方法,以费用年值最小为目标函数,以真空管太阳能集热器面积、蓄热水箱容积、蒸发器换热面积、冷凝器换热面积、蓄电池组容量及发电机组启动压差为设计变量,建立了系统优化模型,确定了最优组合的折合发电电价为2.3元/(kW·h),能免费供暖。进行了全年逐时运行工况模拟,结果显示,哨所94.56%的用电负荷由该系统承担,5.44%的用电负荷由辅助能源系统柴油发电机承担,100%的供暖负荷由该系统承担。从经济性、环保性及可靠性3个方面评估了该系统能源供给方式的优越性。