太阳能烟囱发电技术

叙述了太阳能烟囱发电技术的产生背景,介绍了太阳能烟囱发电技术原理、能量转化过程及效率,指出,太阳能烟囱发电所需投资相对较低,是一项很有发展前景的发电技术。     

太阳能烟囱发电系统的性能研究

采用通用商业CFD软件ANSYS Fluent 13.0对太阳能烟囱发电系统进行数值模拟,获得太阳能烟囱发电系统的空气流速分布。结果表明:在其他条件不变的情况下,集热棚周边高度对系统的发电功率几乎没有影响;太阳能烟囱发电系统的烟囱直径存在最佳值,使太阳能烟囱发电系统的输出功率最大;集热棚斜度也存在最佳值,使系统输出发电功率最大。     

太阳能烟囱发电装置的CFD模拟

用Fluent软件对太阳能烟囱发电装置内的气流进行了数值模拟，获得了太阳能烟囱发电装置内气流流速、温度等分布，并将温度场模拟计算值和试验检测值进行了比较。结果表明：气流在集热棚中从四周向中部汇流是一个加速的过程；从地面到烟囱，随着高度的增加温度呈递减分布。温度分布模拟与试验检测结果的规律基本相似。但由于进行了稳态假设，也存在一定差别。数值模拟结果以集热棚中心呈对称分布。然而，由于集热棚南部接收的太阳辐射大于北部，在试验检测中南边的温度明显高于北边的温度，温度的峰值向南边偏移，呈不对称分布。     

太阳能烟囱发电装置的集热棚集热效率分析

在太阳能烟囱发电系统中,集热棚是影响其发电效率的关键部件之一.为了提高太阳能烟囱发电系统的发电效率,对系统中集热棚集热性能的各种影响因素进行了分析,模拟计算了集热棚的集热效率.     

斜面式太阳能烟囱发电分析

大力开发和应用太阳能,是当今许多国家极为关注的课题,节能技术的研究也是我国能源政策的重要组成部分。利用太阳能不仅可以在节能方面有很大益处,而且在减轻环境污染方面也很有意义。本文主要就太阳能烟囱发电技术的产生背景,研究现状和发展,太阳能烟囱发电技术原理,太阳能烟囱发电技术的特点进行介绍。并对太阳能烟囱发电技术进行设计及相应的数据分析。     

太阳能烟囱发电技术现状及展望

寻求清洁的可再生能源是全世界的研究热点之一，太阳能发电技术将是最有发展前途的新能源技术。介绍了太阳能烟囱发电技术产生的背景，太阳能烟囱发电技术原理，太阳能烟囱发电的特点，世界各国太阳能烟囱发电技术的研究进展以及发展现状和前景。     

结构形状对太阳能烟囱系统热特性的影响研究

不同太阳能烟囱（SC）形状对系统集热特性影响不同。建立10°圆形SC数值模拟模型和试验台架,将系统数值模拟与试验测试结果对比验证,二者相对误差值小于4%,数值模拟方法正确;采用相同的数值模拟方法对0°圆形、0°方形和10°方形SC模型进行计算,将不同系统计算结果进行对比。结果表明：不同系统结构蓄热层表面温度场均匀性和受烟囱阴影影响不同,10°方形蓄热层表面温度场受烟囱阴影影响最小;对比烟囱内流体速度,10°方形具有更高速度梯度,更有利于确定涡轮机的位置;不同系统烟囱内部流体总焓差不同,10°方形SC系统总焓差较大;相比于0°圆形SC系统,其他3个SC系统的集热效率分别提高了11.328%、43.705%和66.061%,质量流量提升了59.36%、8.39%和39.04%。     

依山建造斜体太阳能烟囱的构想

1978年,太阳能烟囱发电技术首先由德国J．Schlaich教授提出。然而,由于太阳能烟囱过高而存在工程安全性差和工程费过高的问题,世界上还没有建成一座商业规模的太阳能烟囱发电站。文章提出了依山建造太阳能烟囱的构想。通过理论分析,斜体太阳能烟囱发电系统的总发电功率和总效率比相同垂直高度的直立烟囱系统略有降低,但可以节省大量的工程费。     

太阳能烟囱综合利用海水系统的初步研究

针对目前太阳能海水淡化技术和太阳能烟囱发电技术在经济或技术上存在的问题,提出了太阳能烟囱综合利用海水系统,在利用太阳能烟囱进行海水淡化的同时,以制取的淡水进行水力发电。首先以天津汉沽地区的气象数据对综合系统的性能进行了初步估算;其次建立并优化小型实验系统,获取不同冷凝方式的实验结果。通过实验与理论估算结果的对比来分析该综合系统的理论和经济可行性。理论和实验研究结果表明:采用间壁冷凝换热方式,所提出的综合设计方案具有可行性,并同时推动太阳能烟囱技术和海水淡化技术的发展。     

大型太阳能烟囱发电站热力分析与计算

利用热力学方法建立太阳能烟囱发电系统中集热棚、烟囱及风力透平的热气流能量转换过程的理论模型及求解方法.鉴于太阳能烟囱发电站的大尺寸特征,采用一维假设建立热气流传热模型,使用龙格-库塔方法对非线性能量方程进行数值求解.对集热棚直径3 600 m,烟囱高950 m,设计功率100 MW的大型太阳能烟囱发电站进行分析与计算,给出了该电站的风力透平轴功率随质量流量和太阳辐射强度变化的规律,为风力透平机组提供热力气动设计参数,为大规模开发利用太阳能提供借鉴.     

太阳能烟囱发电系统的CFD模拟研究

太阳能烟囱发电技术是一项综合应用温室效应技术、烟囱技术及风力涡轮发电技术于一体的太阳能发电新技术,是实现大规模开发和利用太阳能的一种新途径.采用计算流体动力学(CFD)方法对太阳能烟囱发电系统的速度场、压力场和温度场进行了数值模拟.结果表明:在其它条件不变的情况下,集热棚周边高度对系统的发电功率没有影响;太阳能烟囱直径存在一最佳值,使发电系统输出的发电功率最大.     

Chimney shape numerical study for solar chimney power generating systems

A large number of researchers have paid great attention to solar chimney (SC) power generating technology, but only a few have studied the chimney configuration. Taking a 10 MW SC system as an example, the physical and mathematical models illustrating the fluid flow, heat transfer and output power features of the system are established. Based on constraints such as equal chimney bottom section area or equal chimney surface area, the impact of several sizes of three different chimney configurations upon the chimney outlet air temperature and velocity, system output power and efficiency is analyzed and the influence of the height‐to‐diameter ratio (H/D) of the cylindrical chimney on system performance is studied as well. After a comprehensive analysis of system output power and efficiency, it is proved by the numerical simulation that the cylindrical chimney would be the best choice among the three basic configurations, whose optimum H/D value ranges from 6 to 8. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

太阳能烟囱发电系统研究进展

太阳能烟囱发电技术逐渐引起国内专家学者的注意。对其各部分及总体性能的模拟和计算将成为下一步研究的重点。简要概括了国内外的研究现状，总结了太阳能烟囱发电性能研究的历程和国内外学者主要研究方法及成果，为下一步研究工作提出思考和建议。     

太阳能热气流电站中涡轮机流动特性分析

对太阳能热气流电站中的涡轮机进行了设计和数值模拟.建立了涡轮机区域流体流动的物理数学模型,并对其进行数值模拟;研究了涡轮机的转速与压降对涡轮机的流量、输出功率和能量转换效率的影响.通过与相近实验模型的试验结果对比,证明了设计方案和数值模拟方法是有效的.     

Cost analysis of solar chimney power plants

Several cost models for large-scale solar chimney power plants are available in the literature. However, the results presented vary significantly, even in cases where the input parameters and the used models are supposedly very similar. The main objective of this paper is to clarify this matter by comparing previous cost models to a newly developed alternative model. Further, the impact of carbon credits on the levelised electricity cost is also investigated.A reference plant is introduced, with dimensions and financial parameters chosen specifically for the purpose of making the results of this analysis comparable to those of previous publications. Cost models are presented for the main components of a solar chimney power plant, i.e. the collector, the chimney and the power conversion unit. Results show that previous models may have underestimated the initial cost and levelised electricity cost of a large-scale solar chimney power plant. It is also shown that carbon credits significantly reduce the levelised electricity cost for such a plant.     

Modeling and numerical simulation of solar chimney power plants

The solar chimney power plant is a simple solar thermal power plant that is capable of converting solar energy into thermal energy in the solar collector. In the second stage, the generated thermal energy is converted into kinetic energy in the chimney and ultimately into electric energy using a combination of a wind turbine and a generator. The purpose of this study is to conduct a more detailed numerical analysis of a solar chimney power plant. A mathematical model based on the Navier-Stokes, continuity and energy equations was developed to describe the solar chimney power plant mechanism in detail. Two different numerical simulations were performed for the geometry of the prototype in Manzanares, Spain. First, the governing equations were solved numerically using an iterative technique. Then, the numerical simulation was performed using the CFD software FLUENT that can simulate a two-dimensional axisymmetric model of a solar chimney power plant with the standard k-epsilon turbulence model. Both the predictions were compared with the available experimental data to assess the validity of the model. The temperature, velocity and pressure distributions in the solar collector are illustrated for three different solar radiations. Reasonably good quantitative agreement was obtained between the experimental data of the Manzanares prototype and both the numerical results.     

太阳能热风发电系统集热器热物理模型及分析

集热器是太阳能热风发电系统的重要组成部分.文章建立了集热器的热物理模型,分析了集热器各部分的传热过程和集热器效率的计算方法.介绍了集热器热损失的求解方法,即利用热阻法求解和根据经验公式求解.