光伏光熱聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中的有機朗肯循環(huán)研究.pdf

1、在太陽能光伏發(fā)電技術中,聚光砷化鎵電池發(fā)電具有較大發(fā)展前景,而且其工作時有大量余熱可以利用,因此提出通過有機朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)進行余熱發(fā)電,實現(xiàn)光伏光熱聯(lián)合發(fā)電的方案。確定聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中的有機朗肯循環(huán)是本文的研究重點。
　　本文在引出光伏光熱聯(lián)合發(fā)電的研究方案的基礎上,敘述了有機朗肯循環(huán)和其膨脹機,分析和建立了綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性、系統(tǒng)性能和余熱利用率的綜合目標函數(shù)和有機朗肯循環(huán)的優(yōu)化數(shù)學模型,并通過該模型研究分析多種變量對系

2、統(tǒng)性能的影響,對比不同工質(zhì),設計和搭建實驗臺架,進行初步試驗。具體工作如下:
　　1、確定應用于光伏光熱聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中的有機朗肯循環(huán)的重要組成部件,膨脹機的選型,說明了本文選擇有機朗肯循環(huán)工質(zhì)的依據(jù),并初步選擇了8種備選工質(zhì)。
　　2、理論分析有機朗肯循環(huán)的熱力過程,主要換熱器的換熱面積的計算,獲取循環(huán)的工質(zhì)和導熱油的物性參數(shù),選取數(shù)學模型的目標參數(shù)、變量和約束條件,綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性、系統(tǒng)性能和余熱利用率,采用線性加權法

3、構建系統(tǒng)的優(yōu)化目標函數(shù),建立了聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的有機朗肯循環(huán)的數(shù)學模型。
　　3、利用已建立的系統(tǒng)綜合目標函數(shù)優(yōu)化模型,采用遺傳算法進行優(yōu)化分析。分析蒸發(fā)壓力和冷凝壓力對有機朗肯循環(huán)性能的影響,確定兩變量是循環(huán)重要影響因素,而且存在有最佳壓力使得系統(tǒng)綜合性能最好;優(yōu)化對比8種備選工質(zhì)性能,認為 R600和R245fa綜合性能較好,R134a和R22較差;研究蒸發(fā)器和冷凝器內(nèi)流速對有機朗肯循環(huán)性能的影響,結果表明流速的增大會使系統(tǒng)綜合性