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太阳能热发电系统集成原理与方法
作者：洪慧等
出版社：科学出版社
出版时间：2018-06-01
ISBN：9787030573520
定价：¥128.00
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内容简介
《太阳能热发电系统集成原理与方法》从聚光太阳能的能量转换基础问题出发，在理论、关键技术、系统集成三个层面，重点阐述了聚光太阳能与化石能源互补发电系统集成原理与方法。通过对太阳能与化石燃料的热力循环互补、太阳能与化石燃料热化学互补的典型实例深入讨论，诠释了多能源梯级利用的“能量互补、品位耦合”的科学本质内涵。重视聚光太阳能转化过程的不可逆性，介绍了槽式广角跟踪聚光技术、中低温太阳能燃料转化技术、槽-塔结合发电技术等新技术；从技术经济性方面，分析了中低温太阳能燃料转化在分布式冷热电系统的应用，指出了太阳能热化学互补在发展高效、低成本聚光太阳能热发电方面的作用。*后分析了太阳能热化学储能和CO2捕集一体化方法，在各章节的讨论中，还特别指出了各种技术面临的问题和未来的发展方向。
作者简介
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目录
目录
前言
符号表
第1章 太阳能热发电现状与发展动态 1
1.1 能源可持续发展与可再生能源战略需求 1
1.2 太阳能热利用与发电现状 3
1.2.1 太阳能热利用状况 4
1.2.2 太阳能热发电种类、方法 5
1.2.3 太阳能热发电国内外发展现状 12
1.3 国内外太阳能热发电问题与技术瓶颈 14
1.3.1 太阳能热发电问题 14
1.3.2 太阳能热发电关键技术瓶颈 15
1.3.3 光热发电的发展障碍 17
1.4 挑战与发展方向 17
参考文献 20
第2章 太阳能热发电基本构成与类型 22
2.1 聚光太阳能集热方式 23
2.1.1 塔式集热器 24
2.1.2 碟式集热器 26
2.1.3 抛物槽式集热器 27
2.1.4 线性菲涅耳式集热器 29
2.2 太阳能独立热发电系统 30
2.2.1 抛物槽式太阳能热发电系统 30
2.2.2 塔式太阳能热发电系统 34
2.3 太阳能与化石燃料热互补发电技术 39
2.3.1 太阳能与燃气蒸汽联合循环热互补系统 41
2.3.2 太阳能与燃煤电站热互补系统 43
2.4 大阳能热化学互补发电系统 44
2.5 其他太阳能热发电系统 46
参考文献 49
第3章 太阳能独立热发电 51
3.1 太阳能独立热发电系统研究进展 52
3.1.1 太阳能塔式热发电系统进展 52
3.1.2 太阳能槽式热发电系统进展 55
3.2 太阳能独立热发电系统热力性能分析与系统集成原则 58
3.2.1 太阳能独立热发电系统热力性能分析 58
3.2.2 太阳能独立热发电系统集成与设计原则 61
3.3 太阳热能发电系统集成 62
3.3.1 以水为吸热工质的塔式太阳能热发电系统 62
3.3.2 槽塔结合的太阳能热发电 79
3.3.3 双级集热场的抛物槽式太阳能热发电系统 82
3.3.4 槽式太阳能集热性能实验研究 88
3.4 发展方向（关键技术与瓶颈、突破） 104
参考文献 105
第4章 太阳能与化石能源热互补发电系统 107
4.1 概述 107
4.2 太阳能与燃气蒸汽联合循环互补发电 108
4.2.1 太阳能ISCC发电 109
4.2.2 典型实例 111
4.2.3 太阳能预热燃气轮机压缩空气互补发电 114
4.3 太阳能与煤互补发电系统 116
4.3.1 基本概念 116
4.3.2 典型实例 119
4.4 热互补机理 124
4.4.1 太阳能互补净发电效率 124
4.4.2 太阳能净发电效率特征 126
4.4.3 互补发电的最佳聚光比 127
4.4.4 光煤互补系统集成原则 129
4.5 太阳能净发电效率修正 131
4.6 变辐照变工况热互补发电系统热力性能 133
4.6.1 系统流程描述 133
4.6.2 聚光集热岛与动力岛之间运行参数相互影响 135
4.6.3 四季典型日变工况及全息工况性能 138
4.6.4 聚光集热关键过程 142
4.7变辐照主动调控聚光集热方法与关键技术 147
4.7.1 槽式广角跟踪聚光集热方法 147
4.7.2 广角跟踪聚光集热技术 151
4.7.3 可变面积槽式聚光集热技术 153
4.8关键技术与发展前景 158
4.8.1 热互补发电系统的技术突破 158
4.8.2 近中期应用前景 158
参考文献 159
第5章 太阳能与化石燃料热化学互补发电系统 161
5.1 概述 161
5.2 太阳能与化石燃料热化学互补机理简述 161
5.2.1 太阳能热化学互补反应特点 161
5.2.2 太阳能热化学互补集成机理 162
5.2.3 太阳能热化学互补净发电效率增效表达式 166
5.3 中低温太阳能燃料转换方法 167
5.3.1 中低温太阳能热化学互补制氢简述 167
5.3.2 太阳能吸收反应器设计原则 168
5.3.3 中低温太阳能热化学燃料反应器 169
5.4 槽式太阳能吸热反应器设计优化 172
5.4.1 光热化学反应多场耦合 172
5.4.2 吸热反应器温度分布优化 174
5.4.3 太阳能吸收反应速率分布 176
5.4.4 太阳能吸收反应器管壁直径优化 178
5.4.5 反应床孔隙率的影响 181
5.4.6 非均匀能流密度的影响 183
5.5 变截面积吸收／反应器 189
5.6 中低温太阳能热化学互补发电示范装置及试验 191
5.6.1 太阳能集热品位提升实验验证 191
5.6.2 百kW太阳能热化学互补发电示范装置 192
5.6.3 中温太阳能热化学互补发电试验 198
5.7 中温太阳能与化石燃料互补分布式供能系统 201
5.7.1 热化学互补分布式系统集成原则与思路 202
5.7.2 太阳能与甲醇裂解互补冷热电典型方案 203
5.7.3 典型实例及热力性能 205
5.7.4 经济性分析 208
5.7.5 近中期发展前景 210
参考文献 211
第6章 回收C02的太阳能热化学方法与应用 213
6.1 概述 213
太阳能热化学与CO2回收集成原则 213
6.2 捕集CO2的太阳能热化学互补特性规律 215
6.2.1 燃料炯、吉布斯自由能、太阳集热炯、C02分离功关联性 215
6.2.2 燃料化学能梯级利用对CO2捕集能耗降低的作用 218
6.3 控制CO2的中低温太阳能-甲醇重整制氢多功能系统 220
6.3.1 系统集成特征与热力性能 220
6.3.2 太阳能驱动甲醇重整制氢典型实验 99Q
6.4 控制CO2排放的太阳能-化学链燃烧发电系统 228
6.4.1 系统描述 229
6.4.2 热力性能 230
6.5 太阳能-替代燃料化学链燃烧实验验证 233
6.5.1 氧载体材料制备 234
6.5.2 实验原理及方法 234
6.5.3 化学链燃烧反应动力特性 238
6.5.4 适合中温太阳能驱动CLC的新型氧载体的制备与性能研究 244
6.6 挑战与发展趋势 254
参考文献 255
彩图
前言
符号表
第1章 太阳能热发电现状与发展动态 1
1.1 能源可持续发展与可再生能源战略需求 1
1.2 太阳能热利用与发电现状 3
1.2.1 太阳能热利用状况 4
1.2.2 太阳能热发电种类、方法 5
1.2.3 太阳能热发电国内外发展现状 12
1.3 国内外太阳能热发电问题与技术瓶颈 14
1.3.1 太阳能热发电问题 14
1.3.2 太阳能热发电关键技术瓶颈 15
1.3.3 光热发电的发展障碍 17
1.4 挑战与发展方向 17
参考文献 20
第2章 太阳能热发电基本构成与类型 22
2.1 聚光太阳能集热方式 23
2.1.1 塔式集热器 24
2.1.2 碟式集热器 26
2.1.3 抛物槽式集热器 27
2.1.4 线性菲涅耳式集热器 29
2.2 太阳能独立热发电系统 30
2.2.1 抛物槽式太阳能热发电系统 30
2.2.2 塔式太阳能热发电系统 34
2.3 太阳能与化石燃料热互补发电技术 39
2.3.1 太阳能与燃气蒸汽联合循环热互补系统 41
2.3.2 太阳能与燃煤电站热互补系统 43
2.4 大阳能热化学互补发电系统 44
2.5 其他太阳能热发电系统 46
参考文献 49
第3章 太阳能独立热发电 51
3.1 太阳能独立热发电系统研究进展 52
3.1.1 太阳能塔式热发电系统进展 52
3.1.2 太阳能槽式热发电系统进展 55
3.2 太阳能独立热发电系统热力性能分析与系统集成原则 58
3.2.1 太阳能独立热发电系统热力性能分析 58
3.2.2 太阳能独立热发电系统集成与设计原则 61
3.3 太阳热能发电系统集成 62
3.3.1 以水为吸热工质的塔式太阳能热发电系统 62
3.3.2 槽塔结合的太阳能热发电 79
3.3.3 双级集热场的抛物槽式太阳能热发电系统 82
3.3.4 槽式太阳能集热性能实验研究 88
3.4 发展方向（关键技术与瓶颈、突破） 104
参考文献 105
第4章 太阳能与化石能源热互补发电系统 107
4.1 概述 107
4.2 太阳能与燃气蒸汽联合循环互补发电 108
4.2.1 太阳能ISCC发电 109
4.2.2 典型实例 111
4.2.3 太阳能预热燃气轮机压缩空气互补发电 114
4.3 太阳能与煤互补发电系统 116
4.3.1 基本概念 116
4.3.2 典型实例 119
4.4 热互补机理 124
4.4.1 太阳能互补净发电效率 124
4.4.2 太阳能净发电效率特征 126
4.4.3 互补发电的最佳聚光比 127
4.4.4 光煤互补系统集成原则 129
4.5 太阳能净发电效率修正 131
4.6 变辐照变工况热互补发电系统热力性能 133
4.6.1 系统流程描述 133
4.6.2 聚光集热岛与动力岛之间运行参数相互影响 135
4.6.3 四季典型日变工况及全息工况性能 138
4.6.4 聚光集热关键过程 142
4.7变辐照主动调控聚光集热方法与关键技术 147
4.7.1 槽式广角跟踪聚光集热方法 147
4.7.2 广角跟踪聚光集热技术 151
4.7.3 可变面积槽式聚光集热技术 153
4.8关键技术与发展前景 158
4.8.1 热互补发电系统的技术突破 158
4.8.2 近中期应用前景 158
参考文献 159
第5章 太阳能与化石燃料热化学互补发电系统 161
5.1 概述 161
5.2 太阳能与化石燃料热化学互补机理简述 161
5.2.1 太阳能热化学互补反应特点 161
5.2.2 太阳能热化学互补集成机理 162
5.2.3 太阳能热化学互补净发电效率增效表达式 166
5.3 中低温太阳能燃料转换方法 167
5.3.1 中低温太阳能热化学互补制氢简述 167
5.3.2 太阳能吸收反应器设计原则 168
5.3.3 中低温太阳能热化学燃料反应器 169
5.4 槽式太阳能吸热反应器设计优化 172
5.4.1 光热化学反应多场耦合 172
5.4.2 吸热反应器温度分布优化 174
5.4.3 太阳能吸收反应速率分布 176
5.4.4 太阳能吸收反应器管壁直径优化 178
5.4.5 反应床孔隙率的影响 181
5.4.6 非均匀能流密度的影响 183
5.5 变截面积吸收／反应器 189
5.6 中低温太阳能热化学互补发电示范装置及试验 191
5.6.1 太阳能集热品位提升实验验证 191
5.6.2 百kW太阳能热化学互补发电示范装置 192
5.6.3 中温太阳能热化学互补发电试验 198
5.7 中温太阳能与化石燃料互补分布式供能系统 201
5.7.1 热化学互补分布式系统集成原则与思路 202
5.7.2 太阳能与甲醇裂解互补冷热电典型方案 203
5.7.3 典型实例及热力性能 205
5.7.4 经济性分析 208
5.7.5 近中期发展前景 210
参考文献 211
第6章 回收C02的太阳能热化学方法与应用 213
6.1 概述 213
太阳能热化学与CO2回收集成原则 213
6.2 捕集CO2的太阳能热化学互补特性规律 215
6.2.1 燃料炯、吉布斯自由能、太阳集热炯、C02分离功关联性 215
6.2.2 燃料化学能梯级利用对CO2捕集能耗降低的作用 218
6.3 控制CO2的中低温太阳能-甲醇重整制氢多功能系统 220
6.3.1 系统集成特征与热力性能 220
6.3.2 太阳能驱动甲醇重整制氢典型实验 99Q
6.4 控制CO2排放的太阳能-化学链燃烧发电系统 228
6.4.1 系统描述 229
6.4.2 热力性能 230
6.5 太阳能-替代燃料化学链燃烧实验验证 233
6.5.1 氧载体材料制备 234
6.5.2 实验原理及方法 234
6.5.3 化学链燃烧反应动力特性 238
6.5.4 适合中温太阳能驱动CLC的新型氧载体的制备与性能研究 244
6.6 挑战与发展趋势 254
参考文献 255
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