不同熱機循環(huán)下碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)熱力學分析.pdf

1、能源短缺問題日益嚴峻，太陽能熱發(fā)電技術可以利用豐富的太陽能資源為全球提供廣泛的電力支撐，是未來解決能源問題的發(fā)展趨勢。碟式太陽能熱發(fā)電技術具有高效的光電轉換率，令其成為最有潛力的太陽能熱發(fā)電方式。碟式系統(tǒng)目前尚未進入商業(yè)化運作，需要對其系統(tǒng)性能的優(yōu)化做進一步研究。本文對不同熱力循環(huán)下碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的熱機進行性能比較，并對碟式斯特林系統(tǒng)進行優(yōu)化。
　　本文首先應用有限時間熱力學方法，對適用于碟式系統(tǒng)的兩種循環(huán)（布雷頓循環(huán)和斯特

2、林循環(huán)）的運行性能和適用范圍做了分析和比較，并根據分析結果選擇斯特林循環(huán)作為碟式系統(tǒng)中熱機的循環(huán)方式。然后基于施密特理論，對α型、β型和γ型斯特林機建立了等溫模型，推導了三種斯特林機的輸出功率計算方程，根據該方程比較了這三種熱機的性能特點，并依據比較結果選擇α型斯特林機作為碟式系統(tǒng)的熱機。最后將碟式聚光器模塊和斯特林機模塊耦合起來，建立碟式系統(tǒng)的熱力學模型，并推導了系統(tǒng)性能與太陽能輻照強度、采光面積、聚焦比、相位角、行程容積比、死容積比

3、、膨脹腔內附帶死容積配比和溫度比等參數的關系式，根據關系式研究長沙地區(qū)夏季一天內太陽能熱-功效率的的變化特點，優(yōu)化了聚焦比、相位角和行程容積比這三個結構參數，比較分析了與死容積相關的幾個不可逆因素對系統(tǒng)性能的綜合影響，討論了溫度比的合理取值范圍。
　　本文對適用于碟式熱發(fā)電系統(tǒng)的各類熱機性能進行了比較，所得結論對碟式系統(tǒng)的熱機選型提供了理論依據。建立了碟式系統(tǒng)輸出功率和效率與各性能參數的關系式，其優(yōu)化結果對碟式系統(tǒng)的合理設計具有重