●序
前言
章 緒論
1.1 能源、環境與氣候變化問題
1.1.1 世界能源形勢
1.1.2 中國的能源形勢和挑戰
1.2 我國可再生能源的現狀與發展
1.2.1 我國可再生能源資源和特點
1.2.2 非水能可再生能源發電現狀
1.2.3 我國可再生能源發展預期
1.3 現有可再生能源發電技術
1.3.1 風力發電
1.3.2 太陽能光伏發電
1.3.3 太陽能高溫熱發電
1.4 太陽能熱氣流發電繫統簡介
1.4.1 繫統原理
1.4.2 繫統的特點
1.5 太陽能熱氣流發電繫統實驗繫統及商業電站建設進展
1.6 太陽能熱氣流發電繫統的理論研究進展
1.6.1 太陽能熱氣流發電繫統的熱力學理論
1.6.2 太陽能熱氣流發電繫統的抽力機制
1.6.3 太陽能熱氣流發電繫統的流動與傳熱理論
1.6.4 熱氣流透平的設計及其優化技術
1.6.5 太陽能熱氣流發電繫統儲能特性研究
1.6.6 太陽能熱氣流發電繫統的經濟性與可行性研究
1.7 中國關於太陽能熱氣流發電技術的研究
1.8 尚待進一步解決的問題
參考文獻
第2章 太陽能熱氣流發電繫統的熱力學性能
2.1 概述
2.2 太陽能熱氣流發電繫統熱力學分析
2.2.1 熱力過程描述
2.2.2 繫統透平軸功
2.3 太陽能熱氣流發電繫統實際效率
2.3.1 傳熱數學模型
2.3.2 流動阻力數學模型
2.4 程序可靠性驗證
2.4.1 模型驗證程序編制思想
2.4.2 西班牙實驗電站數據的計算驗證
2.4.3 對現有文獻的預測模型進行計算驗證
2.5 繫統效率理論分析
2.5.1 西班牙實驗電站模型計算結果
2.5.2 商業電站模型計算結果
2.6 本章小結
參考文獻
第3章 太陽能熱氣流發電繫統的效率優化
3.1 概述
3.2 理想循環效率和繫統運行效率
3.2.1 理想循環效率
3.2.2 繫統運行效率
3.3 提高繫統效率的方法
3.3.1 透平效率的影響
3.3.2 煙囪高度和直徑的影響
3.3.3 集熱棚直徑的影響
3.3.4 太陽輻射的影響
3.3.5 環境溫度的影響
3.4 繫統效率的影響因素定量分析
3.4.1 影響因素分析
3.4.2 發電功率影響因素分析
3.4.3 用於計算的參數選擇方法
3.4.4 六條因素的大致影響範圍
3.5 本章小結
參考文獻
第4章 太陽能熱氣流發電繫統的流動與傳熱特性
4.1 概述
4.2 流動與傳熱特性數學模型
4.2.1 數學模型
4.2.2 邊界條件
4.3 計算結果與分析
4.3.1 模型驗證
4.3.2 繫統流場
4.3.3 繫統運行特征
4.4 煙囪結構的優化設計
4.4.1 基於相同底部直徑的不同煙囪形狀的影響
4.4.2 基於相同表面積的不同煙囪形狀的影響
4.4.3 煙囪高徑比的影響
4.5 10MW模型設計方案
4.5.1 設計方案
4.5.2 設計方案
4.6 本章小結
參考文獻
第5章 環境風對太陽能熱氣流發電繫統的影響
5.1 概述
5.2 數學模型
5.3 環境風對西班牙實驗電站的影響
5.3.1 物理模型
5.3.2 邊界條件
5.3.3 數值模擬結果分析
5.4 環境風對大型太陽能熱氣流發電繫統的整體影響分析
5.4.1 物理模型
5.4.2 邊界條件
5.4.3 數值模擬結果分析
5.5 環境風對大型太陽能熱氣流發電繫統煙囪出口的影響
5.5.1 物理模型
5.5.2 邊界條件
5.5.3 結果分析
5.6 本章小結
參考文獻
第6章 太陽能熱氣流發電繫統的儲能性能
6.1 概述
6.2 不同蓄熱層的動態儲熱性能
6.2.1 物理數學模型
6.2.2 蓄熱層的物性對繫統的影響
6.2.3 空氣流速對蓄熱層性能的影響
6.3 太陽能熱氣流發電繫統的儲熱性能及其發電特性
6.3.1 物理模型
6.3.2 數學模型
6.4 計算方法
6.5 驗證
6.6 計算結果與分析
6.6.1 蓄熱材料對繫統發電性能的影響
6.6.2 水層厚度對繫統發電性能的影響
6.6.3 水層面積對繫統發電性能的影響
6.6.4 水層位置對繫統發電性能的影響
6.7 本章小結
參考文獻
第7章 風能-太陽能熱氣流綜合集成發電繫統
7.1 我國風電特點
7.2 我國大規模風力發電面臨的問題
7.2.1 電網穩定性問題
7.2.2 風電場可調度性
7.3 解決大規模風電並網的技術途徑
7.3.1 互補發電技術
7.3.2 大規模儲能技術
7.4 風能-太陽能熱氣流集成儲能發電技術
7.4.1 方案的提出
7.4.2 基本結構組合
7.4.3 繫統特點
7.5 數學物理模型
7.5.1 物理模型
7.5.2 集熱棚和煙囪內流動與傳熱數學模型
7.5.3 蓄熱繫統流動與傳熱數學模型
7.5.4 定解條件與求解
7.6 計算結果與分析
7.6.1 繫統出力控制方法
7.6.2 10MW級綜合發電繫統計算結果
7.6.3 100MW級大規模綜合發電繫統計算結果
7.6.4 400MW級大規模綜合發電繫統計算結果
7.6.5 不同類型風力發電互補或儲能模式比較
7.7 本章小結
參考文獻
第8章 基於太陽能熱氣流繫統的空氣取水技術
8.1 空氣取水技術的基本原理
8.1.1 空氣取水技術原型
8.1.2 空氣取水機理分析
8.1.3 環境和經濟效益分析
8.2 模型描述
8.2.1 物理模型
8.2.2 數學模型
8.2.3 模型驗證
8.3 空氣取水特性分析
8.3.1 可行性分析
8.3.2 有效性分析
8.4 繫統參數敏感性分析
8.4.1 煙囪進氣流速
8.4.2 凝結高度
8.4.3 凝結水的質量流量
8.4.4 風力透平的輸出功率
8.4.5 水力透平的輸出功率
8.4.6 繫統總輸出功率
8.4.7 繫統發電效率
8.5 本章小結
參考文獻
第9章 基於太陽能熱氣流繫統的溫室氣體大規模移除
9.1 概述
9.2 基於太陽能熱氣流繫統的溫室氣體大規模移除性能
9.3 大尺度大氣溫室氣體光催化轉化
9.4 太陽能熱氣流繫統內質量交換
9.5 討論
9.6 本章小結
參考文獻
0章 太陽能熱氣流發電繫統的經濟性分析
10.1 概述
10.2 成本預測模型
10.2.1 繫統結構預測模型
10.2.2 繫統造價模型
10.2.3 繫統發電成本模型
10.3 計算結果與分析
10.3.1 10MW繫統計算結果
10.3.2 50MW繫統計算結果
10.4 繫統的技術經濟可行性
10.4.1 不同類型電站技術經濟性對比
10.4.2 不同類型太陽能熱發電繫統技術對比
10.4.3 不同容量繫統的技術經濟性對比
10.5 本章小結
參考文獻
1章 太陽能熱氣流發電繫統的未來發展展望
11.1 概述
11.2 海水淡化
11.3 城市污染治理
11.4 干旱地區的下沉氣流能源塔
參考文獻
附錄 2003～2018年發表的與本著作相關的代表性專著與論文