绝热压缩空气蓄能与太阳能互补系统性能分析

摘要

化石能源短缺、环境污染严重等问题推动风、光等可再生能源发电的大规模发展，电网调峰已成为目前最为突出的问题之一，高效、大规模的储能技术可有效缓解可再生能源并网带给电网冲击的状态。压缩空气蓄能(CAES)作为除抽水蓄能以外的一种大型的储能技术，将不稳定的风电、光电或者电网谷负荷时的富余电能转化为空气的势能储存后转化为电能供给电网，既提高可再生能源利用率，又对电网起到削峰填谷的作用。绝热压缩空气蓄能(ACAES)是基于传统CAES的一种新型CAES系统，本文的主要内容包括:
　　(1)对ACAES系统的进行模拟分析，验证系统的可行性。本文以ACAES为基础研究对象，选用熔融盐Hitec作为蓄热介质，通过Aspen软件对ACAES进行热力流程模拟，并对系统的总效率、蓄热效率进行分析，ACAES的系统总效率为68.20％，系统的蓄热效率只有55.55％，均在合理范围内，本文中的ACAES是合理且切实可行的系统。
　　(2)提出ACAES与太阳能互补(ACAES-S)系统，并对新系统进行模拟分析及优化。为提高ACAES系统的输出功率，本文以“压缩间排热为低温热源，以太阳热能为高温热源”为原则，提出ACAES-S系统。本文对ACAES-S系统进行模拟和热力学分析。与ACAES系统相比，ACAES-S的总效率为62.16％，低于ACAES的效率，新系统的蓄热效率比ACAES低8.48％，但储电效率高出ACAES约2％。ACAES-S的(炯)效率为66.54％，比ACAES的(炯)效率低1.6％。此外，本文还提出了系统改进措施:在太阳能子系统中增设蓄热系统，在太阳能不足时，系统仍可以实现稳定功率的输出;太阳能子系统采用集热温度更高的塔式太阳能发电方式，极大的促进系统的效率提高。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 ACAES系统的引入

2．1 前两代CAES系统介绍

2．2 ACAES系统介绍

2．3 ACAES的热力学性能指标

2．4 本章小结

第3章 ACAES系统的模拟与分析

3．1 ACAES系统流程介绍

3．2 ACAES系统参数选取

3．3 ACAES系统模拟结果及分析

3．4 本章小结

第4章 ACAES与太阳能互补系统的提出

4．1 太阳能热发电潜力及局限

4．2 ACAES-S系统设计方案的提出

4．2．1 提出方案

4．2．2 ACAES-S系统的参数选取

4．3 ACAES-S系统性能评价指标

4．4 本章小结

第5章 ACAES与太阳能互补系统模拟及性能分析

5．1 ACAES-S系统模拟流程及热力性能分析

5．2 ACAES-S系统(火用)分析

5．3 ACAES-S系统改进措施

5．4 ACAES-S系统的发展潜力分析

5．5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

硕士学位论文科研项目背景

致谢