本科畢業(yè)論文基于斯特林熱機的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)設計及分析

本科畢業(yè)論文基于斯特林熱機的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)設計及分析本科畢業(yè)論文基于斯特林熱機的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)設計及分析姓名吳凱希學院能源與動力工程學院專業(yè)制冷與低溫工程指導教師陳曦教授完成日期2011年5月上海理工大學全日制本科生畢業(yè)設計（論文）承諾書本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文）《基于斯特林熱機的碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)設計及分析》是在導師的指導下，嚴格按照學校和學院的有關規(guī)定由本人獨立完成。文中所引用的觀點和參考資料均已標注并加以注釋。論文研究過程中不存在抄襲他人研究成果和偽造相關數(shù)據(jù)等行為。如若出現(xiàn)任何侵犯他人知識產(chǎn)權等問題，本人愿意承擔相關法律責任。承諾人（簽名）：日期：基于斯特林熱機的碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)設計及分析摘要在環(huán)境污染和能源形勢日趨嚴峻的背景下，開發(fā)太陽能等可再生能源成為人類迫切的需要。與其他種類的太陽能發(fā)電技術相比，碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)具有布局靈活、應用前景非常廣泛、發(fā)電效率高、結構簡單、降低成本潛力及系統(tǒng)優(yōu)化潛力巨大等一系列優(yōu)點，因而成為了人們研究的焦點。本文針對8kW點聚焦太陽能斯特林發(fā)電系統(tǒng)進行了設計和分析。主要使用了絕熱模型對斯特林發(fā)動機進行分析，并考慮了換熱器的熱損失，得到與實際運行性能相近的分析結果。對所用的太陽能聚光器進行了設計，考慮了實際聚光器在加工過程中精確度引起的反射面與理想旋轉(zhuǎn)拋物面之間存在的偏差即反射面傾斜誤差。并根據(jù)北京地區(qū)的太陽直射量計算了8kW點聚焦太陽能斯特林系統(tǒng)性能參數(shù)。關鍵詞：斯特林發(fā)動機絕熱模型太陽能聚光器，DESIGNANDANALYSISOFTHEDISH-STIRLINGSOLARPOWERGENERATIONSYSTEMABSTRACTUnderthecircumstanceofenvironmentalpollutionandthedeteriorationofenergycrisis,theexploitationofsolarenergyandotherrenewableenergyhasbecomethehighestpriorityifhumanbeingsexpectasustainabledevelopment.Comparedwiththeothertypesofsolarthermalpowergenerationsystems,theparabolicdishiswell-knownforitsflexiblearrangement,widefutureutilization,highefficiency,simplestructureandthepotentialtolowthecostandoptimizethesystem.Duetotheadvantageslistedabove,parabolicdishsolarthermalpowergenerationsystemisontheradarofmanyresearchers.Inthispaperthedish-Skirlingsolarpowergenerationsystemwasanalyezdindetail.TheadiabaticmodelwasusedtoanalysistheperformanceoftheStirlingengineandtheheatlossinheater,coolerandregeneratorwerecalculatedindetail.Theanalysisresultswereapproximateequaltotherealoperationperformance.Furthermore,adishsolarconcentratorwasdesignedinthispaperandtheactualdishsolarconcentratorerrorwasconsidered，whichistheexistencedeviationthereexistsinnamelycatopterinclineerror.Atlast,theperformanceofan8kWdish-StirlingengineinBeijingareawasevaluated.KEYWORDS:StirlingengineAdiabaticmodelDishsolarconcentrator目錄摘要ABSTRACT第一章緒論...................................................................................................................................1研究背景............................................................................................................................1太陽能發(fā)電技術的現(xiàn)狀....................................................................................................1太陽能熱發(fā)電技術............................................................................................................2塔式太陽能熱發(fā)電技術...........................................................................................2槽式太陽能熱發(fā)電技術...........................................................................................3碟式太陽能熱發(fā)電技術...........................................................................................5三種熱發(fā)電技術的比較...........................................................................................6斯特林發(fā)動機的研究現(xiàn)狀................................................................................................7國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀...........................................................................................................7國外發(fā)展現(xiàn)狀...........................................................................................................7本文的目的及主要研究....................................................................................................8第二章斯特林機熱機絕熱模型分析及計算...............................................................................9斯特林熱機的循環(huán)介紹....................................................................................................9理想的熱力循環(huán).......................................................................................................9斯特林循環(huán)的分析計算.........................................................................................112.2施密特循環(huán)分析法.........................................................................................................12絕熱模型分析法..............................................................................................................13模型的建立.............................................................................................................14建立方程組.............................................................................................................15解微分方程組的方法.............................................................................................18有熱損失的絕熱模型計算方法......................................................................................19回熱器的熱損失計算.............................................................................................19加熱器和冷卻器中的熱損失.................................................................................212.5本章小結..........................................................................................................................23第三章：8kW斯特林發(fā)動機的絕熱模型的設計與分析..........................................................24斯特林熱機的參數(shù)設計..................................................................................................24模擬程序的流程圖..........................................................................................................25施密特分析結果.....................................................................................................26理想絕熱模型的分析結果.....................................................................................27有熱損失的絕熱模型分析.....................................................................................29本章小結..........................................................................................................................31第四章碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的設計和分析.........................................................................32碟式聚光器的性能分析..................................................................................................32聚光器的性能及能量傳遞分析.............................................................................32聚光器誤差分析.....................................................................................................33吸熱器吸收能量分析.............................................................................................35聚光器－吸熱器性能的計算.................................................................................36太陽直射強度的確定......................................................................................................37聚光器－吸熱器設備的設計..........................................................................................38碟式太陽能斯特林發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)..............................................................................39本章小結..........................................................................................................................39第五章結論與展望.....................................................................................................................40結論..................................................................................................................................40展望..................................................................................................................................40參考文獻.......................................................................................................................................41致謝...........................................................................................................................................43上海理工大學本科畢業(yè)論文圖錄圖太陽能發(fā)電的分類圖1.2塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)圖1.3槽式太陽能熱發(fā)電圖1.3槽式太陽能熱發(fā)電圖2.1（a）斯特林循環(huán)p-V圖（b）斯特林循環(huán)T-S圖圖2.2