太阳能有机朗肯循环低温热发电关键因素分析

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1、太阳能有机朗肯循环低温热发电关键因素分析第60卷第4期2009年4月化工学报CIESCV01.60Apri1No.42009Journal李晶，裴冈IJ，季杰（中国科学技术大学热科学和能源工程系，安徽合肥230026）摘要：分析了一种以有机朗肯循环（ORC）和复合抛物面集热器（CPC）为主要组成的太阳能低温热发电系统，设计了旨在增强0RC发电的稳定性及减小换热流体与有机工质传热温差的新型系统结构，建立了系统的数学模型，并结合合肥地区的气象数据进行了数值模拟。结果指出有机工质蒸发温度、集热器倾斜角调整方式、蒸发器级数等参数是系统优化的关键因素，当工质蒸发温

2、度为119°C，蒸发器为两级，集热器倾斜角年调整6次时，系统年发电能力为87.1kW?h?m_’。关键词：太阳能低温热发电；复合抛物面集热器；有机朗肯循环；两级蒸发器屮图分类号：TK2文献标识码：A文章编号：0438—1157(2009)04—0826—07Analysisofkeyfactorsin1ow一temperaturesolar—thermal—electricpowergenerationwithorganicRankinecyc1eLIJingoPEIGallg,JIJie(DP户口rfm已，2£o,ThPrm4ZSciP笼fP口挖dE,

3、zPrgy王hgi以PP—I-Tg,U卵iw圩ifyD,SciP竹c己口卵dnc行D£ogyD,吼i撇，HP崩230026,A珂"越，吼in口)usesAbstract：A10w—temperaturesolar—thermal—electricpowergenerationsystem,whichworkingfluidoftheorganicRankinecyc1e(ORC)solarcoUectors,wasanalyzed.InordertoHCFC123asasthetheandcompoundparabo1icconcentrator(CPC

4、)enhancethestab订ityandcontinuanceofthepoweroutputbybetweentheheattransferringf1uidandtheorganicfluid,aORCanddecreasethetemperaturedifferencenoveldesignforthesystemwasproposed.Theheattransferandthermodynamicprocesseswerediscussedandthemathematicalmodelswerebui1t.Basedresu1tsindica

5、tedthattheevaporationanontheauthors1tocalweathercondition,fluid,hesimulationtemperatureoforganicimportantro1einthetimesofti1tadjustmentsandthenumberofevaporatorstagesplayedsystemwithacanannua1outputofthesystem.Theopimizedwhentheevaporationtemperaturewasll9°Cgenerateelectricabout8

6、7.1kW?h?m一2pteryearwostageevaporatorand6timesannualtiltadjustments.compoundparabOlicconcentrator；Keywords：low—temperaturesolar—thermalelectricpowergeneration；organicRankinecyc1e；two—stageevaporator引言太阳能热发电技术是人类幵发太阳能的一个重要手段。最近20年期间世界范围内建造了很多兆瓦级的人规模电站，如美国的SEGS电站。国内最近几年在太阳能热发电聚光集热技术

7、、高温接收器2008—10-22收到初稿，z008—12—17收到修改稿。联系人：裴刚。第一作者：李晶(1983—).男.博士研宄生。基金项目：国家自然科学基金项目(50708105);安徽省自然科学基金项目(070414161),国家高技术研宄发展计划项且(2007AA052444)。ofReo°lwddate：2008—10—22.Cor嘲polldingustc.edu.cnauthor：PEIGang.E—mil：Fbundati帆it明FoundationofsupportedbytheNationalNaturalScienceChina(5

8、0708105),theNaturalScIenceFoundationtheH