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1 绪论
1.1 研究目的与意义
当前世界总发电量中,大约65%为化石燃料发电,20%由核电供应,其余部分由各类清洁与可再生能源供应。长期大量使用化石能源导致的能源危机与环境问题已经严重威胁到人们的生存环境与社会发展[1-2],开发诸如太阳能、生物质能、地热能等有效可行的新型能源,或通过回收工业余热提高现有能源利用率等措施十分重要[3]。
在能源新政策前景下,预计新能源发电量从2010年到2035年将会增长三倍,届时可能达到总发电量量的31% [4]。太阳能发电为新能源发电技术中起步较早,应用较多的技术之一。除光电技术之外,太阳能光热发电也是利用太阳能发电的有效方式。从近30年的研究经验看,太阳能热发电技术是一项可靠的太阳能发电技术。 目前,太阳能热发电技术的主要形式是聚焦式太阳能热发电厂(Concentrating Solar Power Plants),多应用在太阳能资源丰富的干燥或者半干燥地区[5]。它的优势在于突破了太阳辐射的时效性,发电功率稳定,储热技术的发展更强化了这些优势。
聚焦式太阳能中,槽式太阳能发展最为成熟,已经实现商业化运行。槽式太阳能提供中温热源大约100~400℃,与传统水蒸气朗肯循环相比,在中温热源下,利用低沸点工质的有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)效率更为可观,系统形式更简单,容易实现小规模应用,初期投资也较小。而且在太阳能资源丰富的干燥与半干燥地区,使用有机工质能解决水源匮乏的问题。因此,对利用太阳能中温热源的有机朗肯循环技术进行研究较有意义。