太阳能—燃气联合循环发电系统经济性分析

【摘要】：随着我国经济发展和能源需求的快速增长，仅仅依靠化石能源已远不能满足我们对能源的需求，并且由于化石燃料燃烧所带来的环境污染和温室效应等问题已成为能源发展的最大问题，所以提高能源效率和发展清洁能源是我国现阶段能源利用的必然选择。由于可再生能源普遍具有不可控性，很难稳定的并网发电，并且存在成本高，效率低等特点，所以多能源综合互补利用的方式很适合可再生能源发展初期的过渡时期。本文将低碳环保的槽式太阳能热发电技术与国内成熟燃气—蒸汽联合循环技术进行联合，解决了可再生能源发电的不可控性、节约了能源、减少了CO2的排放、提高了机组的效率并实现了能源的深层次节能。 太阳能热发电技术在我国仅处于试验阶段，在工程实用中还未能广泛推广，在工程应用中如何微观选址将直接影响槽式太阳能—燃气联合循环的电站的经济投入和运营状况，而太阳能热发电部分的微观选址最主要根据当地的太阳能直辐射资源的好坏。我国幅员辽阔，南北太阳能资源差异较大，在我国却只有少数几个的气象站能够测量太阳能辐射值，本文针对没有太阳能辐射观测站的地区如何获取辐射数据这一问题进行研究，选取了巴彦淖尔市、拉萨、成都三个地区分别进行计算，并将理论计算所得到的太阳能直辐射数据同各地气象站所提供的气象数据和卫星扫描数据进行分析对比，验证计算方法的正确性，并根据所求得的太阳能直辐射数据求得目的地一天之中的瞬时辐射值，为下文中槽式太阳能—燃气联合循环的经济性分析提供数据。 由于太阳能集热部分的发电量与人们日常生活对电力的需求量的变化相一致，并且燃用天然气清洁环保，槽式太阳能—燃气联合循环电站很适合建设在城市和城市周边参与调峰。本文分别对三个地区的各时刻辐射值下的槽式太阳能—燃气联合循环电站的各项经济指标进行了计算，结果表明槽式太阳能—燃气联合循环系统的热效率能够达到60%左右，远高于常规大型燃气—蒸汽联合循环发电厂的热效率(一般为45%～50%)。除此以外，当电站在不同地区建设时对年发电量、节约燃气量和CO2减排量等方面都有不同的影响。本文还采用国际上计算可再生能源通用的能源平均成本对联合循环进行了技术经济分析，为槽式太阳能—燃气联合循环电站在工程上的应用进行了有益的分析和探讨。 【关键词】：太阳能辐射 太阳能—燃气联合循环 技术经济分析 CO2减排
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM611.3;TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 选题背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究动态12-15
• 1.3 课题研究内容15-17
• 第2章 太阳能热发电技术简介17-27
• 2.1 太阳能辐射资源概况17
• 2.2 太阳能发电类型17-19
• 2.2.1 太阳能光伏发电18
• 2.2.2 太阳能光热发电18-19
• 2.3 槽式集热器的运行方式19-21
• 2.4 ISCC 电站的集成方式21-26
• 2.4.1 太阳能集热系统22-23
• 2.4.2 燃气轮机发电系统23-25
• 2.4.3 蓄热系统25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 太阳能辐射资源的计算与评估27-45
• 3.1 太阳能资源数据的获取27-28
• 3.2 太阳能辐射值的理论计算28-30
• 3.3 巴彦淖尔地区的太阳能辐射值30-39
• 3.3.1 气象数据分析31-34
• 3.3.2 太阳能资源评估34-37
• 3.3.3 瞬时辐射强度计算37-39
• 3.4 拉萨地区的太阳能辐射值39-41
• 3.5 成都地区的太阳能辐射值41-42
• 3.6 三个地区比较分析42-43
• 3.7 本章小结43-45
• 第4章 太阳能—燃气联合循环系统的经济性分析45-64
• 4.1 ISCC 电站的调峰性能45-46
• 4.2 ISCC 电站模型的建立46-47
• 4.3 ISCC 系统的性能指标47-51
• 4.3.1 太阳能集热部分47-49
• 4.3.2 蒸汽轮机部分49
• 4.3.3 年技术经济指标49-51
• 4.4 集热面积对联合循环性能的影响51-55
• 4.5 温度变化对联合循环性能的影响55-56
• 4.6 辐射强度对联合循环性能的影响56-62
• 4.6.1 巴彦淖尔地区56-58
• 4.6.2 拉萨地区58-59
• 4.6.3 成都地区59-61
• 4.6.4 年经济性指标比较61-62
• 4.7 CO_2的减排分析62-63
• 4.8 本章小结63-64
• 第5章 ISCC 系统的技术经济分析64-69
• 5.1 技术经济评价指标64-65
• 5.2 技术经济指标的计算65-68
• 5.3 本章小结68-69
• 第6章 结论及展望69-71
• 6.1 主要研究成果69-70
• 6.2 后续工作展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果75-76
• 致谢76

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