人类的生产生活与能源息息相关。目前,能源总量短缺、能源结构不合理、环境污染严重是当今制约经济发展的三大要素,如何合理的开发利用清洁能源和可再生能源是当下亟待解决的问题。太阳能作为一种资源庞大的清洁能源,近年来在光伏发电、生活热水、中高温光热发电等领域得到了充分的开发和利用。本文提出一种利用中低品位太阳能的发电机组及其综合利用系统,基于有机朗肯循环的基本原理,借鉴低温余热发电技术的研究成果,完成机组的研发设计及系统的搭建。实验研究围绕太阳能集热器与发电机组的设计为中心展开,通过理论计算对比六种候选工质选取TY-1作为循环工质,搭建直接蒸发式与间接蒸发式发电机组实验台。实验结果显示,直接蒸发式系统平均发电效率为3.0%,间接蒸发式系统平均发电效率为3.5%。通过不断改进实验研究方法、改造太阳能集热器及发电机组的形式,完成中低温太阳能光热发电机组的设计。分析实验数据并结合理论知识,得到蒸发器、冷凝器、工质泵等外部参数,及蒸发温度、冷凝温度、膨胀比、过热度等内部参数对系统性能的影响,探究了太阳辐射强度对集热器及发电系统性能的影响。围绕中低品位太阳能的发电机组,将地源热泵、太阳能热水等技术与之结合,提出太阳能综合利用系统。以燕郊某公司为实际工程案例完成综合太阳能利用方案的设计。通过调查研究、统计计算、方案规划、经济性分析及环境性分析,显示该系统具有较好的可行性并有良好的综合效益。
