青海盐湖光热供水工程方案设计与能效评价

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太阳能资源储量丰富、绿色环保、应用空间广泛,拥有广阔的发展前景。我国幅员辽阔,太阳能资源充足,尤其西北地区太阳能资源极为丰富,大力发展太阳能对西北地区能源结构优化具有重要的战略意义。太阳能光热利用技术是太阳能资源开发利用的主流技术,其中光热供水是光热利用中的一种重要应用。本文以青海盐湖光热供水工程项目为研究对象,首先对该工程所在地的气象资源,太阳能资源以及工程供热需求进行了详细分析;其次研究了太阳能聚光技术的不同类别,详细介绍了线性菲涅尔式聚光技术的原理,并结合工程需求与技术特点进行该项目的整体方案设计,最后基于层次分析法构建了适用于光热供水项目的能效评价体系,并以该项目作为实例进行能效评价分析。其主要结论如下:(1)通过对项目所在地水文气象数据的实际调研及工程需求性分析,结合当地太阳能资源分布特点,通过对四类太阳能聚光技术特点的分析比对,确定选取线性菲涅尔式聚光方式为本项目供热系统的集热方式;结合工程实际情况设计了系统运行流程、集热镜场及主要结构、导热油系统、运行控制方式,确定了系统多模式下的运行方式,计算得到了准确的供热量,有效避免了太阳辐照周期性和天气敏感性对供热的影响。(2)通过对青海盐湖光热供水工程的整体方案进行设计、分析及实际数据采集计算,采用蒙特卡罗追迹法模拟分析了集热镜场与CPC内的光路,计算得到该集热系统的年均光热效率为49.15%,3月至10月80℃热水产量为6000吨/月,11月至次年2月的80℃热水产量为3300吨/月。(3)应用本文构建的层次评价体系对该光热项目节能目标的影响、单位产品综合能耗、能源利用率、节能措施效果、集热器能效等9个指标进行了评价,评价结果显示该工程能效等级较高,节能的社会效益明显,综合能耗技术较强,主要环节效率也较高,能够有效减少能源消耗,很好地避免或者降低对环境的影响。本文着眼于工程实践,针对青海盐湖光热供水工程中太阳能热利用率、节能效益等问题,探索太阳能供热技术路线,研究总结建设运行经验,对促进相关设备制造有着积极的促进和示范作用。
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