太陽(yáng)能和燃料電池耦合的分布式供能系統(tǒng)研究.pdf

1、化石能源消耗及其帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，人類(lèi)的生存受到了極大的考驗(yàn)。改變能源利用模式，提高能源利用效率，開(kāi)發(fā)利用可再生能源是解決能源與環(huán)境問(wèn)題的重要途徑。太陽(yáng)能分布廣泛取之不盡用之不竭，是真正意義上的綠色能源；燃料電池是高效、節(jié)能、環(huán)保的供能方式。將太陽(yáng)能分布式供能系統(tǒng)和燃料電池分布式供能系統(tǒng)結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)了能的梯級(jí)利用和太陽(yáng)能的連續(xù)、高效利用，而且在在節(jié)能減排方面有著巨大潛力。
　　首先，本文基于單獨(dú)利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)供能的思路，集

2、成設(shè)計(jì)了基于太陽(yáng)能熱發(fā)電的分布式供能系統(tǒng)，通過(guò)電解槽耦合太陽(yáng)能集熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和燃料電池聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。系統(tǒng)在日照充足時(shí)間段利用多余電量制取并儲(chǔ)存氫氣，在日照不足時(shí)間段利用氫氣驅(qū)動(dòng)燃料電池供能。在設(shè)計(jì)工況下分別對(duì)系統(tǒng)夏季制冷和冬季供熱兩種模式進(jìn)行了熱力學(xué)第一定律和第二定律分析；并就太陽(yáng)能輻照強(qiáng)度、透平進(jìn)口壓力等關(guān)鍵參數(shù)對(duì)熱發(fā)電系統(tǒng)的熱力性能影響進(jìn)行了分析。
　　其次，基于太陽(yáng)能和燃料互補(bǔ)的思路，集成設(shè)計(jì)了太陽(yáng)能-甲醇重整的分布式供能系統(tǒng)，該

3、系統(tǒng)利用太陽(yáng)能集熱驅(qū)動(dòng)甲醇水蒸汽重整制取氫氣，從而供給燃料電池實(shí)現(xiàn)供能。利用ASPEN PLUS軟件對(duì)甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)進(jìn)行模擬，通過(guò)分析反應(yīng)條件對(duì)重整反應(yīng)的影響，確定了最佳反應(yīng)條件；在設(shè)計(jì)工況下分別對(duì)系統(tǒng)夏季制冷和冬季供熱兩種模式進(jìn)行了熱力學(xué)第一定律和第二定律分析；并就太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)熱力性能的影響進(jìn)行了敏感性分析，得到了其影響規(guī)律。
　　最后，基于模糊理論和層次分析法，從技術(shù)、環(huán)境和社會(huì)三方面對(duì)兩種太陽(yáng)能和燃料電池耦合