亚临界及超临界太阳能——地热能有机郎肯耦合发电系统

摘要

超临界有机朗肯循环（ORC）以转换效率高于传统循环而著称，这是因为它在换热器中有更好的热匹配性（即减小不可逆性）。在超临界状态，有机工质液汽转换界限使得热匹配性提高。超临界ORC独立太阳能热电厂和地热电厂已经有广泛研究，但是结合太阳能与地热能的单个超临界ORC电厂容量还没有验证。因此本文通过研究在超临界ORC中耦合太阳能与地热能来探索这种耦合电厂可能的协同作用的优势，性能与亚临界耦合电厂、独立的太阳能和独立的地热能电厂作比较。所有的模拟和模型都是应用ASPENHYSYS完成。利用技术分析、经济分析和特性值分析耦合电厂的性能。热力学技术分析显示，如果输入太阳能的火用比至少为66％，则超临界ORC耦合电厂优胜于亚临界ORC耦合电厂。也就是利用相同的能量资源，产电量多出4．17％；火用分析显示，太阳能的火用超过66％，超临界耦合电厂的火用效率大约为27．34％，亚临界耦合电厂的火用效率为23．32％；特性值分析表明。亚临界ORC耦合电厂和超临界ORC耦合电厂的最大产量分别超过两种独立电厂15％和19％。经济学分析，超临界ORC耦合电厂比亚临界节约太阳能发电成本大约1．5-3．3％。