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基于EES的太陽能光熱發電系統性能模擬與優化
發布者:xylona | 來源:通信電源技術 | 0評論 | 4228查看 | 2024-08-19 15:22:59    

摘(zhai)要:隨著全球(qiu)能(neng)(neng)源結(jie)構(gou)的(de)持(chi)(chi)續(xu)轉(zhuan)型和對可持(chi)(chi)續(xu)能(neng)(neng)源技術(shu)的(de)不(bu)斷追求(qiu),太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)光熱發(fa)(fa)電(dian)作為一(yi)種高效利用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)的(de)方式受到了廣泛(fan)關注。基于(yu)工程方程求(qiu)解(jie)軟件(Engineering Equation Solver,EES),構(gou)建高契(qi)合度的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)光熱發(fa)(fa)電(dian)系統(tong)數學模(mo)(mo)型,對系統(tong)中的(de)熱力過(guo)程、能(neng)(neng)量轉(zhuan)換效率(lv)以及關鍵影響(xiang)因素進行模(mo)(mo)擬分析,進而提出一(yi)系列(lie)具有針(zhen)對性的(de)優化(hua)(hua)措(cuo)施(shi)。實踐證明,基于(yu)EES的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)光熱發(fa)(fa)電(dian)系統(tong)的(de)性能(neng)(neng)模(mo)(mo)擬與優化(hua)(hua)有助(zhu)于(yu)提高系統(tong)光熱發(fa)(fa)電(dian)效率(lv),提升系統(tong)的(de)經濟性和環境友好(hao)性,降(jiang)低能(neng)(neng)源損耗,具有廣闊(kuo)的(de)應用(yong)前(qian)景(jing)。


引言


太陽(yang)(yang)能(neng)光(guang)(guang)熱發(fa)電技術利用(yong)太陽(yang)(yang)能(neng)產(chan)生熱能(neng),通過熱能(neng)轉(zhuan)換(huan)機制產(chan)生電能(neng),是解(jie)決能(neng)源(yuan)危機和(he)減少溫室氣體排放的有效途徑之一(yi)。然而,太陽(yang)(yang)能(neng)光(guang)(guang)熱發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)的能(neng)量轉(zhuan)換(huan)效率(lv)和(he)成本效益(yi)一(yi)直是制約(yue)其廣泛(fan)應用(yong)的關(guan)鍵因素。文章基于工程(cheng)方程(cheng)求解(jie)軟件(Engineering Equation Solver,EES),通過深(shen)入(ru)分析太陽(yang)(yang)能(neng)光(guang)(guang)熱發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)模型的構建(jian)要點,探究優化(hua)系(xi)(xi)統(tong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的措施,以(yi)提高系(xi)(xi)統(tong)的光(guang)(guang)熱發(fa)電效率(lv)、經濟(ji)性(xing)(xing)(xing)以(yi)及環境(jing)友好性(xing)(xing)(xing)。


EES在太陽能光熱發電系統中的應用基礎


1.1 EES軟件概述


EES是一(yi)款工程(cheng)方(fang)程(cheng)求(qiu)解軟件(jian),具備高效(xiao)的(de)數值計算能(neng)力和(he)靈活的(de)方(fang)程(cheng)處理機制(zhi),廣泛應用于(yu)能(neng)源(yuan)系統(tong)分析領域。該軟件(jian)的(de)主要(yao)功能(neng)和(he)特性(xing)包括快速求(qiu)解復雜的(de)非線(xian)性(xing)方(fang)程(cheng)組、提供廣泛的(de)物性(xing)數據以及支持參(can)數化設計和(he)優化分析等。在能(neng)源(yuan)系統(tong)分析中,EES能(neng)夠(gou)模擬(ni)各類能(neng)源(yuan)轉換和(he)傳(chuan)輸過程(cheng)。


1.2太陽能光熱發電系統的工作原理和基礎構成


太陽(yang)能(neng)(neng)光熱(re)(re)發電系統將(jiang)太陽(yang)能(neng)(neng)作為主要(yao)熱(re)(re)源,通(tong)過集熱(re)(re)器(qi)(qi)捕獲(huo)太陽(yang)輻(fu)射能(neng)(neng),并基于特定的(de)集熱(re)(re)和儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)將(jiang)其(qi)轉化為熱(re)(re)能(neng)(neng),再通(tong)過熱(re)(re)交(jiao)換(huan)器(qi)(qi)等(deng)設備將(jiang)熱(re)(re)能(neng)(neng)轉換(huan)為電能(neng)(neng),從(cong)而(er)實現連續(xu)穩定的(de)電力輸出(chu)[1]。系統的(de)關鍵組件(jian)包括集熱(re)(re)器(qi)(qi)、熱(re)(re)儲(chu)存單(dan)元、熱(re)(re)交(jiao)換(huan)器(qi)(qi)以及發電機組。其(qi)中,集熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)設計(ji)會直接影(ying)響整個系統的(de)能(neng)(neng)量捕獲(huo)效率。系統配置(zhi)與集成應考(kao)慮地理位置(zhi)、氣候條件(jian)以及目標(biao)發電量等(deng)因素,實現最佳(jia)的(de)能(neng)(neng)源捕獲(huo)和轉換(huan)效率。太陽(yang)能(neng)(neng)光熱(re)(re)發電系統組件(jian),如圖1所示。


image.png

圖1  太陽能(neng)光熱發電系統組件(jian)


1.3 EES模型構建的理論基礎


在(zai)構建基(ji)于EES的(de)太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)光熱(re)發電(dian)系統模(mo)型的(de)過程中,根(gen)據在(zai)物(wu)理(li)層(ceng)面與(yu)數(shu)學(xue)層(ceng)面對太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)光熱(re)發電(dian)系統的(de)分析,將復雜的(de)物(wu)理(li)過程轉化為數(shu)學(xue)表(biao)達(da)式,尤其關(guan)注太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)接收、熱(re)能(neng)轉換以(yi)及電(dian)能(neng)產生(sheng)等環節[2]。其中,關(guan)鍵參數(shu)與(yu)關(guan)鍵變量(liang)是構建模(mo)型的(de)核心,包括但不(bu)限于太(tai)陽(yang)(yang)輻射強度、集熱(re)器效率、工(gong)作流(liu)體溫度及壓力等,直接影(ying)響構建模(mo)型的(de)準確性與(yu)可靠性。


1.4 EES模型驗證與校準


基于模型驗證過(guo)程中與(yu)歷史數(shu)(shu)據或已知案例的對(dui)(dui)比分析,檢(jian)驗模型能否準確預(yu)測(ce)太陽能光(guang)熱發電系統的行(xing)(xing)(xing)為。在(zai)校準過(guo)程中,對(dui)(dui)比模擬結(jie)(jie)果與(yu)實驗數(shu)(shu)據并調整(zheng)模型參(can)(can)數(shu)(shu),以減少偏差(cha)。為提升模型的準確性(xing)與(yu)可靠性(xing),需要對(dui)(dui)模型進行(xing)(xing)(xing)反(fan)復測(ce)試,覆(fu)蓋各項操作條(tiao)件,且(qie)對(dui)(dui)模型進行(xing)(xing)(xing)敏感性(xing)分析,識別出對(dui)(dui)結(jie)(jie)果影(ying)響最大(da)的參(can)(can)數(shu)(shu)[3]。


EES模擬過程與模型評估


2.1 EES模擬步驟


在利用(yong)(yong)EES模(mo)(mo)(mo)擬太陽(yang)能光熱發電(dian)系(xi)統(tong)時,在參數設(she)(she)置(zhi)(zhi)方(fang)面(mian),需(xu)要為(wei)模(mo)(mo)(mo)型(xing)設(she)(she)置(zhi)(zhi)初始條件,包括太陽(yang)輻(fu)射(she)強度、環境(jing)溫度、集熱器性能參數等。在模(mo)(mo)(mo)擬執(zhi)行(xing)方(fang)面(mian),通過(guo)EES模(mo)(mo)(mo)擬系(xi)統(tong)在不同(tong)條件下的運行(xing)狀態,對輸(shu)入參數進(jin)行(xing)仿真計算(suan)[4]。在數據處理(li)與(yu)(yu)分析方(fang)面(mian),EES提(ti)供多(duo)種工(gong)具(ju)和函數,如圖(tu)表(biao)繪制、敏感性分析等,以幫助用(yong)(yong)戶(hu)從復雜(za)的模(mo)(mo)(mo)擬結(jie)果中提(ti)取有用(yong)(yong)信息。模(mo)(mo)(mo)擬結(jie)果的解讀與(yu)(yu)應用(yong)(yong)是將模(mo)(mo)(mo)擬工(gong)作轉化(hua)為(wei)實(shi)際應用(yong)(yong)的關鍵,通過(guo)比較不同(tong)配置(zhi)(zhi)下的系(xi)統(tong)性能,可以為(wei)系(xi)統(tong)設(she)(she)計和優化(hua)提(ti)供科學依據。EES模(mo)(mo)(mo)擬流程如圖(tu)2所示。


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圖2 EES 模擬(ni)流程


2.2模型評估


在(zai)太陽(yang)(yang)(yang)能光(guang)熱(re)發電系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)性(xing)(xing)能評(ping)(ping)估(gu)中(zhong),通過(guo)特定的(de)(de)計算方法確定集熱(re)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)、轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)等各(ge)環(huan)節(jie)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv),進而得(de)出(chu)各(ge)環(huan)節(jie)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)指(zhi)標(biao)。針對(dui)(dui)(dui)各(ge)環(huan)節(jie)的(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)指(zhi)標(biao)進行綜合評(ping)(ping)估(gu),得(de)出(chu)一個能夠反映(ying)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)整體(ti)(ti)(ti)性(xing)(xing)能的(de)(de)數字指(zhi)標(biao),即(ji)整體(ti)(ti)(ti)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)。它(ta)體(ti)(ti)(ti)現了系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)從收集太陽(yang)(yang)(yang)能到電能轉(zhuan)換全(quan)過(guo)程的(de)(de)效(xiao)(xiao)果(guo),能夠更加(jia)全(quan)面地描(miao)述系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)發電性(xing)(xing)能和效(xiao)(xiao)率(lv)(lv),是衡量(liang)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)光(guang)熱(re)發電效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)的(de)(de)重要(yao)(yao)參(can)考。此外,投資回(hui)收期、成本效(xiao)(xiao)益等經濟性(xing)(xing)評(ping)(ping)價指(zhi)標(biao)為評(ping)(ping)估(gu)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)經濟性(xing)(xing)提供了量(liang)化標(biao)準(zhun)。在(zai)評(ping)(ping)估(gu)環(huan)境友好性(xing)(xing)時,主要(yao)(yao)評(ping)(ping)估(gu)系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)運行對(dui)(dui)(dui)環(huan)境造(zao)成的(de)(de)潛在(zai)影響,如溫(wen)室氣體(ti)(ti)(ti)排放(fang)量(liang)、水資源(yuan)消耗情況等,對(dui)(dui)(dui)太陽(yang)(yang)(yang)能光(guang)熱(re)發電系(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)推(tui)廣具有重要(yao)(yao)意義(yi)[5]。


2.3模擬中的挑戰與解決方案


在使(shi)用(yong)EES進行(xing)太陽能(neng)光熱(re)發電(dian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)模(mo)擬(ni)的(de)過程(cheng)中(zhong),研究(jiu)人員面(mian)(mian)臨(lin)多方面(mian)(mian)的(de)技(ji)術難(nan)題(ti)(ti),尤其是如何(he)為(wei)(wei)復(fu)(fu)雜系(xi)(xi)統(tong)(tong)建(jian)立精確(que)模(mo)型并對(dui)(dui)相關(guan)參數進行(xing)敏(min)感(gan)性(xing)分析(xi)。此(ci)外(wai),模(mo)擬(ni)過程(cheng)中(zhong)的(de)技(ji)術難(nan)題(ti)(ti)通(tong)常受高(gao)度(du)非線性(xing)的(de)系(xi)(xi)統(tong)(tong)行(xing)為(wei)(wei)、多變(bian)量之(zhi)間復(fu)(fu)雜的(de)相互作(zuo)用(yong)以及不確(que)定(ding)性(xing)因素的(de)影響(xiang)(xiang)。為(wei)(wei)應對(dui)(dui)這些難(nan)題(ti)(ti),分析(xi)參數敏(min)感(gan)性(xing)成(cheng)為(wei)(wei)識別系(xi)(xi)統(tong)(tong)對(dui)(dui)輸入變(bian)量變(bian)化敏(min)感(gan)程(cheng)度(du)的(de)重要內容,有助于確(que)定(ding)影響(xiang)(xiang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)性(xing)能(neng)的(de)主要因素。


3

基于EES的優化實施與未來展望


3.1優化目標


在(zai)基于(yu)EES對太(tai)陽(yang)能光熱(re)發電(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)進(jin)行(xing)(xing)優(you)(you)(you)化時,需要明確優(you)(you)(you)化目標,綜合設計優(you)(you)(you)化方案。這是提(ti)(ti)升系(xi)統(tong)(tong)性(xing)(xing)(xing)能、經濟(ji)性(xing)(xing)(xing)以及(ji)環境(jing)友好性(xing)(xing)(xing)的(de)關鍵[6]。首先,提(ti)(ti)高(gao)(gao)系(xi)統(tong)(tong)光熱(re)發電(dian)(dian)效率(lv)需要著重提(ti)(ti)高(gao)(gao)熱(re)力(li)循環效率(lv)。通(tong)過(guo)優(you)(you)(you)化集熱(re)器(qi)性(xing)(xing)(xing)能、提(ti)(ti)高(gao)(gao)熱(re)能存(cun)儲效率(lv)以及(ji)使用高(gao)(gao)質量的(de)材料和(he)(he)組件(jian),最大化系(xi)統(tong)(tong)光熱(re)發電(dian)(dian)效率(lv)。其次(ci),在(zai)成(cheng)本控制與(yu)經濟(ji)性(xing)(xing)(xing)提(ti)(ti)升方面,關注(zhu)技術(shu)創(chuang)新(xin)和(he)(he)規模化生產,持(chi)續優(you)(you)(you)化系(xi)統(tong)(tong)設計和(he)(he)運(yun)行(xing)(xing)策略,以降低維(wei)護和(he)(he)操作成(cheng)本,提(ti)(ti)高(gao)(gao)投資(zi)回(hui)報率(lv)。再次(ci),采用對環境(jing)影響較(jiao)小的(de)材料和(he)(he)技術(shu)并(bing)優(you)(you)(you)化系(xi)統(tong)(tong)布局,以減少水(shui)和(he)(he)土地等資(zi)源的(de)占用,通(tong)過(guo)提(ti)(ti)高(gao)(gao)系(xi)統(tong)(tong)光熱(re)發電(dian)(dian)效率(lv)減少單位(wei)能源產出造(zao)成(cheng)的(de)環境(jing)污染。最后,提(ti)(ti)升系(xi)統(tong)(tong)運(yun)行(xing)(xing)的(de)可(ke)靠性(xing)(xing)(xing)與(yu)安全性(xing)(xing)(xing),重點采用先進(jin)的(de)監控和(he)(he)預(yu)警系(xi)統(tong)(tong),實施嚴格(ge)的(de)運(yun)維(wei)管(guan)理策略,確保系(xi)統(tong)(tong)長(chang)期運(yun)行(xing)(xing)過(guo)程中的(de)穩定性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)安全性(xing)(xing)(xing)。


3.2優化的措施


從(cong)優(you)(you)化初(chu)始設計切入(ru),深入(ru)分析基于EES的(de)(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)光熱(re)(re)(re)發(fa)電(dian)系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)性能(neng)優(you)(you)化措施(shi),充分挖(wa)掘系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)潛力(li),確(que)保系(xi)(xi)(xi)統在實(shi)(shi)(shi)際(ji)應用過程中的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)用性與經(jing)濟(ji)性[7]。第(di)(di)一(yi),升(sheng)(sheng)級集熱(re)(re)(re)器(qi)材料(liao)。為(wei)提高(gao)太(tai)陽能(neng)集熱(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv),使用高(gao)反射率(lv)的(de)(de)(de)(de)鍍鋁或(huo)鍍鉻玻(bo)璃(li)鏡面優(you)(you)化反射器(qi)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)。這些材料(liao)能(neng)有效(xiao)(xiao)(xiao)反射太(tai)陽光并(bing)(bing)將光線聚(ju)焦,從(cong)而最大化捕(bu)獲熱(re)(re)(re)能(neng)。第(di)(di)二,熱(re)(re)(re)能(neng)存(cun)(cun)儲介質采用相變(bian)材料(liao)(Phase Change Material,PCM)。第(di)(di)三,通(tong)過優(you)(you)化熱(re)(re)(re)交(jiao)換(huan)器(qi)的(de)(de)(de)(de)設計,最大化熱(re)(re)(re)能(neng)傳遞效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)。第(di)(di)四,通(tong)過調整熱(re)(re)(re)力(li)循(xun)環(huan)參(can)數,如工作流體的(de)(de)(de)(de)壓力(li)和溫度,使光熱(re)(re)(re)發(fa)電(dian)系(xi)(xi)(xi)統能(neng)夠(gou)適應實(shi)(shi)(shi)際(ji)工作條(tiao)件(jian)(jian),進一(yi)步提高(gao)熱(re)(re)(re)力(li)循(xun)環(huan)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)。第(di)(di)五,引入(ru)智能(neng)控制系(xi)(xi)(xi)統,根據實(shi)(shi)(shi)時(shi)氣象條(tiao)件(jian)(jian)和系(xi)(xi)(xi)統需(xu)求,調整集熱(re)(re)(re)器(qi)的(de)(de)(de)(de)角度和光照(zhao)追(zhui)蹤策略,同(tong)時(shi)開發(fa)并(bing)(bing)應用預測性維護(hu)算(suan)法,以降低系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)運營和維護(hu)成本。優(you)(you)化前(qian)后系(xi)(xi)(xi)統光熱(re)(re)(re)發(fa)電(dian)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)(de)比較(jiao)結(jie)果顯示(shi),通(tong)過集熱(re)(re)(re)器(qi)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)提升(sheng)(sheng)、熱(re)(re)(re)能(neng)存(cun)(cun)儲效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)以及(ji)熱(re)(re)(re)力(li)循(xun)環(huan)參(can)數的(de)(de)(de)(de)精確(que)調整等優(you)(you)化措施(shi)的(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)施(shi),系(xi)(xi)(xi)統在不同(tong)操作條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)都(dou)能(neng)穩定、高(gao)效(xiao)(xiao)(xiao)地輸出電(dian)能(neng)[8]。


3.3案例分析


在(zai)(zai)(zai)(zai)某太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)研(yan)究所與某大學能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源工程系(xi)的(de)(de)(de)合作項(xiang)目中,基于EES和太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)工作原理建立數學模(mo)型并進行模(mo)擬分(fen)(fen)析(xi)。設置初始模(mo)型的(de)(de)(de)集(ji)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)器面積為(wei)(wei)5 000 m2,儲熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)容量(liang)為(wei)(wei)1000 MW·h,預期的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)功(gong)(gong)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)35.0%。在(zai)(zai)(zai)(zai)標準測試條(tiao)(tiao)件下的(de)(de)(de)模(mo)擬結(jie)果顯示,系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)實(shi)際效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)為(wei)(wei)32.8%,略低于預期,在(zai)(zai)(zai)(zai)部分(fen)(fen)操(cao)作條(tiao)(tiao)件下甚至(zhi)會降至(zhi)28.0%。由(you)敏感(gan)性(xing)分(fen)(fen)析(xi)可得,集(ji)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)器效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)、儲熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)損失(shi)及熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)功(gong)(gong)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)是影響系(xi)統(tong)(tong)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)關(guan)鍵因素,需要(yao)采取(qu)一系(xi)列優化(hua)(hua)措施(shi)。例如:清(qing)洗集(ji)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)器,以(yi)減(jian)少灰塵積累;使用高反射率(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)鍍鋁或鍍鉻玻(bo)璃鏡(jing)面,以(yi)減(jian)少光(guang)損失(shi);改進儲熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)保溫(wen)技術(shu),以(yi)減(jian)少熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)損失(shi);采用高效(xiao)(xiao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)交換(huan)器設計,以(yi)提(ti)(ti)高熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)利用率(lv)(lv)(lv)(lv);引入高效(xiao)(xiao)斯特林發(fa)動(dong)機,以(yi)提(ti)(ti)高系(xi)統(tong)(tong)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)等。通過執行這些優化(hua)(hua)措施(shi),系(xi)統(tong)(tong)在(zai)(zai)(zai)(zai)標準測試條(tiao)(tiao)件下的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)提(ti)(ti)高至(zhi)36.5%,超(chao)過了(le)(le)(le)原設計的(de)(de)(de)預期值(zhi),且(qie)優化(hua)(hua)后的(de)(de)(de)系(xi)統(tong)(tong)在(zai)(zai)(zai)(zai)不同操(cao)作條(tiao)(tiao)件下的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv)均超(chao)過32.0%。不僅將成本回收(shou)期從12年縮(suo)短至(zhi)10年,而且(qie)實(shi)現了(le)(le)(le)每年減(jian)少約500t二氧化(hua)(hua)碳當(dang)量(liang)的(de)(de)(de)溫(wen)室氣體排放,顯著提(ti)(ti)升了(le)(le)(le)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)經濟效(xiao)(xiao)益和環境效(xiao)(xiao)益[9]。基于EES的(de)(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)模(mo)擬與優化(hua)(hua)提(ti)(ti)高了(le)(le)(le)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)(lv)(lv),為(wei)(wei)太(tai)陽能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)進一步(bu)發(fa)展和應用提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)重要(yao)支(zhi)持,為(wei)(wei)推動(dong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源結(jie)構的(de)(de)(de)轉(zhuan)型和環境保護提(ti)(ti)供了(le)(le)(le)新思路[10]。


3.4發展趨勢與前景展望


利(li)用EES進(jin)行性能模擬,探索不斷演進(jin)的(de)新技術(shu)和優化方法在太(tai)陽(yang)能光熱發(fa)電領域中(zhong)的(de)應(ying)用趨勢,研究太(tai)陽(yang)能光熱發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)的(de)改進(jin)潛(qian)力和發(fa)展方向,揭示系(xi)(xi)統(tong)發(fa)展面臨的(de)新興(xing)挑戰。為系(xi)(xi)統(tong)集(ji)成新技術(shu),如應(ying)用人(ren)工智能算(suan)法,以(yi)便預測分析。通(tong)過提(ti)出先進(jin)的(de)熱儲存解決(jue)方案以(yi)及(ji)開展傳熱流體創新實驗,進(jin)一(yi)步提(ti)高(gao)太(tai)陽(yang)能光熱發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)的(de)效率(lv),增(zeng)強系(xi)(xi)統(tong)對可變(bian)太(tai)陽(yang)輸入的(de)響(xiang)應(ying)能力,促進(jin)熱損失最小化[11]。


4

結論


文章基于EES對(dui)(dui)(dui)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱(re)發(fa)電系統(tong)(tong)進行全面的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)模(mo)(mo)擬(ni),深化(hua)了對(dui)(dui)(dui)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱(re)發(fa)電系統(tong)(tong)工作原理和(he)性(xing)能(neng)特(te)征(zheng)的(de)(de)(de)理解。根(gen)據(ju)模(mo)(mo)擬(ni)結果,提出優(you)化(hua)的(de)(de)(de)目標和(he)一系列優(you)化(hua)措(cuo)施。通過(guo)案例(li)分析,驗證了基于EES的(de)(de)(de)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱(re)發(fa)電系統(tong)(tong)性(xing)能(neng)模(mo)(mo)擬(ni)與優(you)化(hua)在實際(ji)應(ying)用過(guo)程中的(de)(de)(de)有效性(xing)。隨著新(xin)技術和(he)優(you)化(hua)方法(fa)的(de)(de)(de)不斷(duan)更新(xin)、對(dui)(dui)(dui)環境保護要求的(de)(de)(de)不斷(duan)提高,將EES應(ying)用于太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)熱(re)發(fa)電系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)模(mo)(mo)擬(ni)與優(you)化(hua)具有廣闊的(de)(de)(de)應(ying)用前景。


▏作者:李(li)亞(ya)楠(nan) ,謝寅浩 ,陳夢杰


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