基于太阳能和朗肯循环的热电氢联供系统

摘要

随着世界各国对太阳能产业发展的日益重视,太阳能高效利用技术已成为新能源研究的热点.然而,由于太阳能具有间歇性、波动性及低能量密度等特点,造成太阳能在存储和利用过程中存在储能成本高、工艺复杂、整体利用率低等问题.太阳能发电与制氢技术的有机结合可将太阳能转化为氢气进行存储,实现能源间的高效转化与利用,可有效解决上述问题.本文提出了一种基于太阳能和朗肯循环的热电氢联供系统,系统主要由碟式太阳能集热器(SDC)、固体氧化物电解槽(SOEC)及朗肯循环(RC)组成,可同时提供热能、电能和氢气.建立了热电氢联供系统热力学模型,对系统及其子系统进行了参数分析,得到工作温度、电流密度、辐射强度等运行参数对于系统能量和(火用)效率的影响,并确定了系统各部件(火用)损产生的内在原因.结果表明,高辐射强度、较高的运行温度和电流密度可以提升系统热力学性能,系统联供效率和制氢效率分别达49％、25％,最大(火用)损发生在碟式太阳能集热器,约占总(火用)损的50％.