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1、碟式太阳能热发电技术综述(二)许辉,张红,白穜,丁莉,庄骏南京工业大学能源学院,江苏南京210009[摘要]对碟式太阳能热发电技术的热机进行了详细阐述和较为系统地分析,结果表明斯特林发动机及斯特林循环有着明显的优势。通过对目前国内外关于碟式太阳能热发电技术研究和应用现状的综述,针对目前国内研究亟待解决的问题进行了分析探讨,认为系统关键部件的研发突破是碟式太阳能发电技术发展的基础。[关键词]太阳能;热发电;碟式聚光器;斯特林发动机;接收器;热机;热管[中图分类号]TK511[文献标识码]A[文章编号]100223364(2009)0620006204[DOI编号]10.3969/j.issn
2、.100223364.2009.06.006ANOVERVIEWOFDISHSOLARTHERMALPOWERTECHNOLOGYXUHui,ZHANGHong,BAITong,DINGLi,ZHUANGJunCollegeofEnergy,NanjingUniversityofTechnologyAbstract:Detaildescriptionandsystematicanalysisaregiventoheatenginesusedbysolardishpowergenerationtechnology.ItindicatesthatStirlingengineandStirlin
3、gcyclehavesignificantadvantagesthantheothers.Throughanoverviewofdishsolarthermalpowertechnologydevelopmentandapplica2tionathomeandabroad,someurgentproblemsthatneedtoberesolvedarediscussed.Theresultindi2catesthattheresearchonkeycomponentsisfundamentalfordevelopmentofdishsolarthermalpowertechnology.
4、Keywords:solarenergy,thermalpowergeneration,parabolicdishconcentrator,Stirlingengine,receiv2er,heatengine,heatpipe1热机布雷顿循环外,还有一些研究采用了其它热力循环方式,如文献[1]中提出了1种采用朗肯循环的碟式发电热机是将热能转化为机械能的装置。在碟式太阳系统,但都处于探索阶段。能热发电系统中,应依据热力循环方式选用不同的热1.1斯特林循环机。碟式系统所采用的热力循环有斯特林(Stirling)斯特林循环是目前碟式太阳能热发电技术中研究循环、布雷顿(Brayton)循环两种,
5、前者使用的热机为[2]和应用最多的一种,它是利用高温高压的氢气或氦斯特林发动机,后者使用燃气轮机。除斯特林循环和气作为工质,通过2个等容过程和2个等温过程组成基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(2006AA05Z419)作者简介:许辉(19812),男,安徽萧县,南京工业大学博士研究生,研读方向为高效传热传质设备与新能源开发技术。6[3]可逆循环(图1)。气缸中装有2个对置的活塞,中质在回热器中将热量传递给由压缩机送出的高压工间设置1个回热器用于交替的吸热和放热,活塞和回质,预热后的高压工质即进入接收器,至此则完成了一[13]热器之间为膨胀腔和压缩腔。膨胀腔始终保持高温个循环(
6、图2)。透平、压缩机和发电机为同轴布置,Tmax,压缩腔则始终保持低温Tmin。由图1可见,斯特即由高温高压循环工质推动燃气轮机运转带动发电机林循环由以下4个换热过程组成:1—2为等温压缩,发电,实现了光热电的转换。热量从工质传递给外部低温热源;2—3为等容过程,热量从回热器传给工质;3—4为等温膨胀,热量从外部高温热源传递给工质;4—1为等容过程,热量由工质传递给回热器。图2碟式布雷顿循环系统碟式布雷顿循环的研究和应用相对较少,仅有少数研究机构对采用布雷顿循环的碟式太阳能热发电系统进行了试验性的研究,但也证明了这种热力循环方[14]案的可行性。由于斯特林发动机使用的是外部热源,其推动力并
7、不仅限于燃烧热、地热、太阳能等可再生能源作为斯特林发动机的热源,因此避免了环境污染问题。就目前的研究状况来看,采用碟式/斯特林循环的碟式太阳能热发电系统占绝大多数,是未来碟式太阳能热发电系统的主要发展趋势。2碟式太阳能热发电系统研究现状图1斯特林循环2.1国外斯特林发动机的理论效率接近卡诺循环效率,因国外已有多座碟式太阳能热发电站或示范系统建此国际上对碟式太阳能热发电系统的研究绝大多数采[15]成并成功运行(表1)。由表
