耦合CaO/Ca(OH)2体系跨季热化学储能的太阳能光热发电系统研究
梅炜
张超博
孙杰
西安交通大学化学工程与技术学院,陕西西安 710049
摘要："双碳"背景下我国能源转型的要求日益提高,如何借助新型储能技术克服太阳能时间分布不连续(日有夜无)、不均匀(夏多冬少)的固有问题,从而更为高效地利用太阳能资源,是亟待突破的瓶颈之一.研究提出了一种耦合CaO/Ca(OH)2体系跨季热化学储能的太阳能光热发电系统,其特点为以响应快、技术相对成熟的MgCl2/KCl熔盐储能体系实现昼夜储能,以储能密度高、长时储存损失小的CaO/Ca(OH)2热化学储能体系实现跨季储能,通过二者的有机结合实现"日能夜用""夏能冬用",进而显著提高全年太阳能利用率.搭建了一套100 MWe跨季储能太阳能发电集成系统,主要包括塔式聚光集热子系统、熔盐储能子系统、钙基热化学储能子系统、超临界CO2布雷顿循环发电子系统、有机朗肯循环发电子系统等.根据昼夜、季节工况不同,提出了 6种系统运行模式,包括夏季日间、夏季夜间、冬季日间、冬季夜间、过渡季日间、过渡季夜间等,以及相应的调控策略.基于我国青海省冷湖镇的典型年逐时气象数据进行了系统全年动态性能仿真研究,结果表明:春、夏、秋、冬四季的系统发电量分别为187.01、183.08、178.42、180.14 GWh,系统能量效率及太阳能发电效率年均值分别为26.24％、21.09％;夏季与冬季太阳能输入之比为1.509(即季节波动为50.9％)的情况下,发电量之比维持在1.016(即季节波动为1.6％),显著减少了由于太阳能季性分布不均引起的发电量波动.
关键词：太阳能光热发电跨季储能热化学储能熔盐储能CaO/Ca(OH)2
分类号：TM61(发电、发电厂)
资助基金：陕西省杰出青年科学基金资助项目(2024JC-JCQN-54)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-12-24（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 62-73 )
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