碟式-斯特林太阳能热发电系统在大型远洋运输船舶上的应用研究.pdf

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1、碟式一斯特林太阳能热发电系统在大型远洋运输船舶上的应用研究徐国胡义武汉理工大学能源与动力工程学院武汉430063摘要：为了提高大型远洋运输船舶的经济性和排放性，实现船舶的节能减排，文中介绍并分析了碟式一斯特林太阳能热发电系统，提出了船舶碟式一斯特林太阳能热发电系统成套技术路线，为碟式一斯特林太阳能热发电系统在大型远洋运输船舶上的商业化应用提供了思路。关键词：碟式一斯特林太阳能热发电；远洋船舶；应用中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1001—0785(2015)01—0043—04Abstract：Toimproveec

2、onomiceficiencyandemissionperformanceofthelarge—scaleoceantransportationshipandrealizeenergyconservationandemissionreductionoftheship，thepaperintroducesandanalyzesthedisc-Stiflingsolarthermalpowergeneratingsystemandputsforwarditscompletesetoftechnicalroutefortheship，p

3、rovidingreferenceforcommercialapplicationofthedisc-Stiflingsolarthermalpowergeneratingsysteminlarge-scaleoceantransportationships．Keywords：disc—Stiflingsolarthermalpowergenerating；seagoingship；application太阳能作为一种可再生的清洁能源，以其良碟式一斯特林太阳能热发电系统主要由聚光好的经济性和环保性在生活中得到广泛应用。目器、跟踪控

4、制系统、吸热器、热电转换装置、电前，人类主要将太阳能用于发电。根据发电方式力变换装置及交流稳压装置等组成。碟式一斯特的不同，太阳能发电主要可分为光伏发电和热发林太阳能热发电系统框图如图1所示，聚光器用电两种类型。其中，热发电又可分为塔式、槽式于汇聚太阳光，提高太阳能的能量密度以获得高和碟式]。与热发电相比，光伏发电成本高且效温；跟踪控制系统可保证聚光器轴线对准太阳以率较低，难以与常规发电竞争。热发电则克服了高效地利用太阳能；吸热器将聚光器汇聚的光能光伏发电的局限性，造价低，效率高，应用广。转化为热能；在热电转换装置中，斯特林机将吸

5、在3种太阳能热发电系统中，碟式热发电系热器传递的热能转化为机械能，同时发电机以斯统效率最高，其规模小，安装简单。若将其搭建特林机为原动机，将机械能转化为电能；电力变在大型远洋运输船舶上，为船舶提供部分电能，换装置则将热电转换装置输出的小电压直流电转不仅安装方便，而且将大大减少船舶用油量，从变为380V交流电以供船舶电气设备使用；交流稳而降低船舶营运成本和污染物排放，达到节能减压装置则主要用于稳定电网电压以满足精密负载排的目的。的要求。1碟式一斯特林太阳能热发电系统太阳能电能碟式一斯特林太阳能热发电系统的基本工作原理：聚光器将太阳能

6、聚集到其焦点处的吸热器上，吸热器再将这部分高密度的能量转换为热能，并将其传给斯特林机，斯特林机利用这部分热能推动发电机发电，从而将热能转换为电能。图1碟式一斯特林太阳能热发电系统框图国家级大学生创新创业计划(20131049705001)《起重运输机械》2015(1)--——43．——碟式一斯特林太阳能热发电系统以低成本、高效率为主要特点，在3种太阳能热发电系统中，碟式系统聚光比最高(几百到几千倍)，聚光器温度最高(750℃～1382cI=)，效率也最高(约29．4％)。碟式系统电站容量可大可小，可独立运行，1套聚光器直径为1O～

7、15m的发电系统功率可达10—25kW；也可并联运行，组成小型电站。2碟式一斯特林太阳能热发电系统分析2．1跟踪控制系统目前，太阳跟踪控制方式主要有3种：程序跟踪、光电跟踪及程序一光电跟踪。程序跟踪是图3程序一光电跟踪控制流程图控制器通过当地经纬度及时间，计算出太阳的高度角和方位角，并驱动电机，使其带动执行机构，2．2斯特林热电转换装置保证聚光器实时对准太阳。程序跟踪不受天气影斯特林热电转换装置的核心是斯特林机，图4响，但存在累积误差，自身无法消除。光电跟踪为斯特林机示意图。与其他外燃机相比，它的效是控制器分析处理光敏传感器采集的

8、信号，并输率较高，成为碟式太阳能热发电系统热机的最佳出控制信号，使电机带动执行机构，保证聚光器选择。对准太阳。光电跟踪灵敏度高、结构简单，但易受天气影响。程序一光电跟踪克服了程序跟踪和光电跟踪的缺点，通过程序控制使聚光镜对准太阳，同时利用光电控制消