bd热气流发电系统结构优化与成本分析.pdfVIP

第28卷第l期 水 电能源科学 V01．28No．1 201 WaterResourcesandPower 010 0年1月 Jan．2 文章编号：1000—7709(2010)01—0145—04 10MW太阳能热气流发电系统结构优化与成本分析 刘 超 于翔飞 孟凡龙 明廷臻 杨智越 章世斌 (华中科技大学能源与动力工程学院，湖北武汉430074) 摘要：针对太阳能热气流发电系统烟囱超高、集热棚超大的特点，基于太阳能热气流发电系统的流动与传热 模型，预测了10Mw太阳能热气流发电系统的基本几何结构，建立了太阳能热气流发电系统各关键部件、整 体系统的造价模型及发电成本模型。通过计算和对比10MW系统各种几何结构型式的系统造价，获得了经 济上较为合理的结构型式，并分析了影响集热棚、烟囱及系统总造价的主要因素，提出了降低系统造价的方 法。结果表明，该方法经济、可行。 关键词：太阳能热气流发电系统；烟囱}集热棚；成本分析；结构优化 中图分类号：TK515 文献标志码：A 太阳能热气流发电技术因具有发电稳定、储 阳能热气流发电系统的具体几何尺寸。若系统以 能能力强、环境友好、可改善局部生态环境等优 土壤作为自然蓄热材料，则计算系统造价时可不 点，已成为太阳能利用的研究热点之一。Bilgen考虑蓄热成本。 分析了在高纬度地区建设太阳能热气流电站的可 1．2系统造价模型 行性[11；Ninic基于热力学理论分析了系统的可用 系统造价可表示为： 能[23；李卉梓等提出了一种螺旋集热式太阳能热 C。。一C。。n+C。K。+C。。rb (1) 气流发电系统(33；卫军等对超高太阳能烟囱结构 其中 可靠度进行了详细的计算分析，结果表明用常规 f CeolI—CoIl’。I。d+C。11．t。。+(‰II’c。‘， 000 (2) 材料建设高达1 m的烟囱可行[4]。太阳能热 ．{C。K。=Cch．m，。lcri+c。h．哪．IrI。+cch．mt。。。 气流发电系统具有烟囱超高、集热棚超大的特点， 【ct。rb=Cturb．kwP 但对超高耸烟囱的结构可靠性及超大温室的储能 式中，C。．为系统总造价；C。on为集热棚造价；Cc“．眦 能力需深入分析研究，同时，整个系统的建设及运 为烟囱造价；C。。为透平发电机组和其他辅助设 行成本为太阳能热气流发电系统实现工程应用的 备造价；Cooll．。吲为集热棚材料费；C。oll。。为集热 关键因素。鉴此，本文基于流动与传热原理，针对 棚材料运输费；C矾。。。，为集热棚建造费；Cch．姗。吲 10Mw太阳能热气流发电系统的特点，计算了各 为烟囱材料费；C‰。。。o为烟囱材料运输费； 种可能的几何结构参数组合及不同结构模型的造 Cc‰…。为烟囱建造费；C。。。。w为系统单位功率所 价，分析了影响系统造价及发电成本的主要因素， 需的造价常数；P为系统输出功率，kW。 提出了降低系统造价的方法，供借鉴。 1．3系统发电成本模型 运行成本分析的假设条件为：①日发电12 a；③ 1物理数学模型 h，年发电300d；②热气流发电系统折旧25