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1、 毕业设计（论文）开题报告太阳能热发电技术与系统设计系 别： 冶金与材料工程系 专 业： 光伏发电技术及应用 学生姓名： 牛如斌 指导教师： 成春芝(助教) 2013年 9月 30日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、专家组及系主任审查后生效；2开题报告必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式、打印，禁止打印在其它纸上后剪贴；3工程设计与软件开发类的开题报告应包括以下内容：（1）主要任务以及主要技术经济指标；（2）设计的国内外现状和发展趋势；（3
2、）研究路线与关键技术；（4）实验条件；（5）进度计划；（6）参考文献等；4科研论文类的开题报告应包括以下内容：（1）研究的目的；（2）研究的国内外现状和发展趋势；（3）主要研究内容与关键问题；（4）拟采用的研究手段；（5）进度计划；（6）参考文献等；5开题报告的撰写应符合科技文献规范，且不少于2000字；参考文献应不少于15篇，包括科技期刊、教科书、专著等。 毕业设计（论文）开题报告课题题目太阳能热发电技术与系统设计课题类型应用性问题论文课题来源教师自拟成果形式论文同组同学无一、研究目的随着经济的发展,社会的进步,人们对能源提出越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题,这之中太阳能
3、以其独有的优势而成为人们重视的焦点。丰富的太阳能是重要的能源,是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。我国是太阳能资源相当丰富的国家,绝大多数地区年平均日辐射量在4KWH/ M2 以上。我国拥有丰富的太阳能资源,我国西北部较荒凉 的地区储量尤其丰富,因此我国拥有建立大规模太阳能热发电站的地理条件。 太阳能热发电是将光能转化为热能,继而将热能转化为机械能,再将机械能转化为电能的一个光学、机械及电力转换过程,是将太阳能聚集起来产生高温热能以加热介质,通过工作介质来驱动热动力装置带动发电机发电的过程,从热力学上原理上讲,太阳能热发电站与常规热力发电厂完全一样。 太阳能热发电无噪音
4、、无污染、无需燃料、不受地域限制、规模大小灵活、故障率低、建设周期短,这些优势都是其他能源发电无法比拟的。二、国内外现状和发展趋势我国对太阳能热发电技术的研究起步较晚,直到20世纪70年代才开始一些基础研究。在“七五”期间,湘潭电机厂与美国空间电子公司合作,研制了二组5kW的抛物面聚焦型太阳热发电机,但由于价格过高,加上工艺、材料、部件及相关技术等没有得到根本解决,而未能得到推广使用。国家“八五”计划安排了小型部件和材料的攻关项目,由中国科学院电工研究所内建成了小型抛物面槽式真空管高温集热装置。美国加州LUZ槽式太阳能热发电站的成功运行引起了我国的广泛关注,并计划引进该类机组在西藏拉萨建立一座
5、35MW的LUZ槽式太阳能热发电站。当时经可行性评估,预计该电站的电能成本约为11元/kWh,运行成本为011元/kWh,与拉萨地区燃煤电站的电能成本0.8元/kWh相比还是有一定优势的.总体来说,我国在太阳能热动力方面的研究还是比较落后的,20世纪80年代的研究水平只相当于国外60年代的水平。尽管近年来我国对太阳能热电技术的研究给予了相当大的重视,并且也得到了一定的发展,如南京江宁区 2005年建设的国内第一座太阳能热发电示范电站(容7kW),但与国际发展水平的差距依然较大,研发远远落后 于一些发国家,为此,国家在“十一五”计划中安排了数十亿资金以开发太阳能热发电技术。近年来我国对太阳能热发
6、电的研究取得到了一定的发展。2007年,国内首座塔式70千瓦太阳能热发电系统通过了鉴定验收,在我国太阳能热发电领域走出了开创性的步。中科院广州能源研究所在综合调研的基础上,在槽式太阳能热发电领域开展了相的研究,并取得了初步进展。考虑到我国目前的技术现状,优先开发槽式太阳能热发电系统,或将太阳能发电与小水电联合?太阳能发电与风力发电联合将是比较现实而经济的选择。 三、研究重点与关键问题槽式太阳能热发电系统及其存在的问题槽式太阳能热发电系统是利用槽形抛物面反射镜将太阳光线聚焦到集热器上，对传热工质进行加热，经换热产生的蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电的能源动力系统。其特点是聚光集热器由许多分散布置的
7、槽形抛物面聚光集热器串、并联组成。槽式太阳能热发电系统分为两种形式：传热工质在各个分散的聚光集热器中被加热形成蒸汽汇聚到汽轮机，称之为单回路系统;传热工质在各个分散的聚光集热器中被加热汇聚到热交换器，经换热器再把热量传递给汽轮机回路，称之为双回路系统。在20世纪70年代末和80年代初，美国、西欧、以色列和日本等国家都对槽式系统作了很多研究开发工作，取得了较大的进展，特别是美国在90年代初有了9座抛物面槽式大型系统投入商业并网运行，总装机容量达354MW。此外，西班牙、日本等国的示范电站也取得了很好的成果，起到了试验示范的作用。1981年国际能源机构(IEA)在西班牙南部的阿尔梅里亚建设了2座额
8、定功率为500kW的太阳能热发电系统，其中的SSPS-DOS为槽式系统。该系统使用了164台槽式抛物面镜，其中东西型80台，南北型84台，集热总面积为5362m2，用导热油(HT-43)作集热介质和蓄热介质，蓄热容量为6.46105kcal，汽轮机参数为2.5MPa、285，建设费用为2800万马克。日本在1981年在四国香川县仁尾町海边建设了2座装机容量各为1000kW的太阳能热发电站，其中之一为平面镜-曲面镜混合聚光槽式系统。该系统的平面镜共有25台镜架，每台镜架上有5排反射镜，每排装有4.5m2的平镜20块，由每台镜架上的100块平面镜把太阳光反射到一组共5台的槽式抛物面镜上。位于抛物面
9、焦线处的集热管相互串联，这样的混合聚光单元共25个，平面反射镜共2480块，总面积为11160m2。槽式抛物镜共125台，集热介质为蒸汽-水。汽轮机进口蒸汽参数为1.4MPa、346，蓄热介质为混合盐加压水，蓄热容量为2.58106kcal，建设费用为50亿日元。该系统在1981年9月投入运行试验，由于日本当地日照条件较差，系统利用率低，经济性差，在取得许多试验数据后，于1984年停止运行。抛物槽式太阳能热发电系统虽然在美国已取得了大规模商业化运行的经验，但目前的主要问题是当系统集热温度高于400后，峰值集热效率急剧下降。当DNI=800W/m2，温度为500时的集热效率比250时的集热效率约
10、降低22.5%。由于其几何聚光比低及集热温度不高等条件的制约，使得抛物槽式太阳能热发电 系统中动力子系统的热转功效率偏低，通常在35%左右。因此，单纯的抛物槽式太阳能热发电系统在进一步提高热效率、降低发电成本方面的难度较大。塔式太阳能热发电系统及其存在的问题 塔式系统又称为集中型系统，其聚光装置由许多安装在场地上的大型反射镜组成，这些反射镜通常称为定日镜。每台定日镜都配有太阳跟踪机构，对太阳进行双轴跟踪，准确地将太阳光反射集中到一个高塔顶部的吸热器上。系统的聚光比通常在2001000之间，系统最高运行温度可达到1500。经定日镜反射的太阳能聚集到塔顶的吸热器上，加热吸热器中的传热工质;蒸汽产生
11、装置所产生的过热蒸汽进入动力子系统后实现热功转换，完成电能输出。该系统主要由聚光集热子系统、蓄热子系统和动力子系统三部分组成，20世纪80年代世界上已经建成的塔式太阳能热发电系统基本上都是试验电站，目的是为设计建设更大型的商用电站提供技术和济上的依据，这些电站的建设费用都是相当昂贵的，经济上无法与常规的火电相比较。在这些电站中，日本的仁尾电站和法国的THEMIS电站，由于当地的日照条件较差，系统利用率低，经济效益差，在运行两三年取得一定的试验数据后即停运。西班牙CASE-1电站、欧盟的EURELICS电站及国际能源机构(IEA)的SSPS-CRS电站均进行了长期的研究试验工作。其中西班牙还与德
12、国合作，利用CASE-1电站的吸热器进行试验，研究气体冷却塔式聚光型系统。美国的SolarOne是性能发挥的最好的电站，自电站建成后，经过两年的初试和评估期后并入南州电网进行发电。1994年10月，美国完成SolarTwo电站的设计，并于1996年4月投入并网发电。SolarTwo电站去掉了SolarOne电站全部水-蒸汽热传输系统(包括吸热器、管路和热交器)和砂石-导热油的蓄热系统，安装了新的熔融硝酸盐系统(包括吸热器、2个箱式储热系统与蒸汽发生器系统)，增添了部分定日镜，并改进了主控系统。SolarTwo系统的成功实施，提高了吸热器出口的蒸汽品位，验证了高温熔融硝酸盐作为热传输介质的可行性
13、，使塔式太阳能热发电系统的发电效率有了进一步的提高。四、研究手段 （1）收集比要的设计原始资料，做好设计前的调查研究工作，参考同类型设计的文字及图纸资料。 (2)查阅相关国内外文献资料，分析研究优秀的设计方案，在学习和借鉴的基础上增加自己的创新元素。五、进度计划工作阶段 时间安排 阶段性目标及工作要点选题阶段 10月初 选择与专业相关的课题整理阶段 10月初至11月初 理顺写作思路收集阶段 11月中到12月初 收集论文论点所需要的理论支持材料写作阶段 12月初至2月初 完成论文的纂写和修改收尾阶段 2月初到3月中 把论文按格式装订好，准备论文答辩六、参考文献1林汝谋，会红光，菜睿贤新一代能源动
14、力系统的研究方向与进展动力工程，2003，23(3)：23702376 2http:/ 4陈娟.太阳能与50MW供热机组一体化热发电系统集成研究D.保定：华北电力大学动力工程系，20085OdehSD.Unified modelof solarthermalelectric generation systemsRENEWABLEENERGY,2003,5(28):755767 6刘毓伟，陈滨抛物槽太阳能集热器蒸汽发电系统电力需求侧管理，2004,6(6):3840. 7崔映红.太阳能辅助燃煤发电系统耦合机理与热力特性研究D.保定:华北电力大学动力工程系，2009 8罗振涛，霍志臣我国太阳能热利用产业2006年发展概况太阳能，2007，3(2)：1214.指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）指导教师签名： 年 月 日 专家组及系里意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）专家组成员签字： 教学主任（签章）：
