论文部分内容阅读
为了利用太阳能和生物质能满足单户建筑冬季采暖、生活用电和生活燃气等多层次的用能需求，同时有效克服季节、气候和环境温度等因素对可再生能源生产的制约，多种可再生能源互补的分布式热电气联供系统研发受到了国内外的普遍关注。 本课题为了满足一套117m2农村单体建筑冬季采暖、生活用电和生活燃气等多层次的用能需求，以太阳能和生物质能为输入，构建了一套由太阳能光伏发电子系统、太阳能恒温沼气池产气子系统和太阳能集热供暖子系统组成的单户热电气联供系统，试验研究了系统冬季的产能性能，理论分析了系统的能源经济性和节能环保性能，主要研究内容和结果如下： 1.试验研究了整个采暖季系统的性能。试验在整个冬季供暖期进行，试验期间室外环境平均温度为0.36℃，室外最低气温-18.16℃。系统总发电量260.70kWh，总产沼气110.71m3，试验户采暖共用680.70kg标煤，比达到试验户室内温度水平的对比户节约标煤5819.30kg。 2.理论分析了系统的能源经济性和节能环保性能。与传统农村供能系统相比，单户热电气联供系统每年为用户节省用能费用11046.20元，投资回收期为4.37年。与传统农村供能系统相比，该单户热电气联供系统每年节约标煤7364.13kg，减排二氧化碳27.03吨。具有显著的环境效益、社会效益和经济可行性，符合我国社会主义新农村建设的需求。 3.初步揭示了多种耦合因素对系统供能特性的影响。 ①在日均集热量和环境温度都不变的条件下，发电效率每增加1％，相对日发电量平均增加0.296kWh；在发电效率和环境温度都不变的条件下，日均集热量每增加1 MJ，相对日发电量平均增加0.021 kWh；在发电效率和日均集热量都不变的条件下，环境温度每增加1℃，相对日发电量平均增加0.002kWh。 ②当日均集热量都不变时，环境温度每增加1℃，相对日平均集热效率平均增加0.007；当环境温度不变时，日均集热量每增加1MJ，相对日平均集热效率平均增加0.003。 ③在沼气池温度和环境温度都不变的条件下，太阳能热水温度每增加1℃，沼气池产气量平均增加0.055m3；在太阳能热水温度和环境温度都不变的条件下，沼气池内温度每增加1℃，沼气池产气量平均增加0.163 m3；在太阳能热水温度和沼气池内温度都不变的条件下，环境温度每增加1℃，沼气池产气量平均增加0.071。