太阳能定压加热发电系统的研究

【摘要】：在国际金融危机和全球气候变化的双重挑战下，世界能源开始步入了一个前所未有的大转型时期，无论是全球层面还是区域层面，也无论是发达国家还是发展中国家。发展可再生能源是目前世界各国科技界致力的重要方向。太阳能作为“取之不尽”的绿色能源，对其有效利用是能源转型的重要手段。 现今，太阳能的利用已经拓展到许多领域，诸如直接太阳能热利用、间接利用太阳能发电等。其中，利用太阳能发电的技术主要包括太阳能光伏发电技术和太阳能热动力发电技术，而太阳能热动力发电技术根据聚光发电方式的不同，主要分为三种方式：塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电和碟式太阳能热发电。在参考现有的太阳能热发电方式基础上，本文提出了一种新型太阳能热发电方式，即太阳能定压加热发电方式。 本文主要从以下几个方面对太阳能定压加热发电系统进行了探讨：确立了太阳能定压加热发电系统的基本问题，包括系统的组成、结构、原理等；提出了太阳能定压加热发电系统的设计方案，为系统的制作提供了思路，并在此方案基础上设计制作了一套太阳能定压加热发电系统模型；对制作的太阳能定压加热发电系统模型进行了热力学循环理论计算，分析了有关该系统模型的工作效率问题；为进一步探索发电系统的发电效率问题，设计制作了发电系统的控制系统，并利用MCGS组态软件实现了发电系统的重要参数实时采集工作；对该模型进行了试运行实验，获得了模型实际工作的实验数据，对实验数据进行了深入分析，探讨了系统的不足与改进问题，为真正实现太阳光能—热能—机械能—电能的转换指明了方向。 经过实验数据分析，本系统模型验证了太阳能定压加热发电方式的可行性，以及本设计思想的正确性。 【关键词】：太阳能热动力发电 定压加热发电 系统工作效率
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 引言9-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 课题背景及研究意义10-12
• 1.1.1 课题背景10-11
• 1.1.2 研究目的及意义11-12
• 1.2 太阳能热发电类型及特点12-14
• 1.2.1 塔式太阳能热动力发电12
• 1.2.2 槽式太阳能热动力发电12-13
• 1.2.3 碟式太阳能热动力发电13-14
• 1.3 太阳能热发电国内外现状14-15
• 1.3.1 国外发展状况14-15
• 1.3.2 我国太阳能发展概况15
• 1.4 太阳能热发电和热利用发展面临的挑战15-17
• 1.5 太阳能热发电技术的未来展望17-18
• 1.6 太阳能的市场应用18
• 1.7 论文内容安排18-20
• 2 太阳能定压加热发电系统的基本问题20-23
• 2.1 基本组成20-21
• 2.1.1 太阳能聚焦集热装置20
• 2.1.2 压气机20-21
• 2.1.3 气动发动机21
• 2.1.4 发电机21
• 2.2 基本结构21-22
• 2.3 基本热力学循环22-23
• 3 定压加热发电系统的设计23-29
• 3.1 设计方案23
• 3.2 设备选型23-26
• 3.2.1 压气机的选型23-24
• 3.2.2 气动发动机的选型24
• 3.2.3 发电机的选型24-25
• 3.2.4 检测设备的选型25-26
• 3.2.5 其他连接部件选型26
• 3.3 系统集成26-29
• 4 系统的理论计算29-39
• 4.1 系统热力学循环29-30
• 4.2 系统的数学模型30-32
• 4.3 系统不同工况下理论计算32-39
• 4.3.1 吸热量一定32-34
• 4.3.2 温升一定34-36
• 4.3.3 维持系统自运行计算36-37
• 4.3.4 系统效率讨论37-39
• 5 太阳能定压加热发电系统的控制系统39-50
• 5.1 系统吸热量计算39-40
• 5.2 参数检测的实现40-41
• 5.3 控制系统的组成41-48
• 5.4 控制系统的软件48-50
• 6 系统实验50-53
• 结论53-55
• 参考文献55-57
• 在学研究成果57-58
• 致谢58

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