太陽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的環(huán)境問題日益凸顯，人類的生存受到了極大的考驗。改變能源利用模式，提高能源利用效率，開發(fā)利用可再生能源是解決能源與環(huán)境問題的重要途徑。太陽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，不僅實現(xiàn)了能的梯級利用和太陽能的連續(xù)、高效利用，而且在在節(jié)能減排方面有著巨大潛力。
　　首先，本文基于單獨利用太陽能實現(xiàn)供能的思路，集

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

3、系統(tǒng)利用太陽能集熱驅(qū)動甲醇水蒸汽重整制取氫氣，從而供給燃料電池實現(xiàn)供能。利用ASPEN PLUS軟件對甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)進行模擬，通過分析反應(yīng)條件對重整反應(yīng)的影響，確定了最佳反應(yīng)條件；在設(shè)計工況下分別對系統(tǒng)夏季制冷和冬季供熱兩種模式進行了熱力學(xué)第一定律和第二定律分析；并就太陽能輻射強度對系統(tǒng)熱力性能的影響進行了敏感性分析，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)境和社會三方面對兩種太陽能和燃料電池耦合