太阳能光热电站系统在中国城市应用的可行性研究论文Word文档格式.docx

1、9.2 劳动定员 569.3 管理措施 569.4 技术培训 579.5 劳动安全、卫生与消防 58第十章 项目投资估算与资金筹措 6010.1项目投资估算的依据 6010.2 项目投资估算 60第十一章 财务评价 6211.1财务评价 6211.2财务评价结论 66第十二章 社会评价 6712.1社会评价 6712.2社会评价结论 70第十三章 结论与建议 7113.1 研究结论 7113.2 问题与建议 72毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方

2、外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期：使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期：学位论文原创性声明本人郑

3、重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。导师

4、签名： 日期：注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图

5、纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力4、研究方法的科学性；技术线

6、路的可行性；设计方案的合理性5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？3、论文（设计说明书）所体现的整体水平建议成绩：（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量二、论文（设计）水平评阅教师：教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和

7、见解的叙述情况2、对答辩问题的反应、理解、表达情况3、学生答辩过程中的精神状态评定成绩：教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）教学系意见：系主任：摘要 11. 中国太阳能发电市场研究 31.1 中国太阳能资源分布 31.2 中国可能发展太阳能发电的地区 62. 世界太阳能发电技术的发展和状况 72.1 光伏发电（SPV） 72.2 光热发电（CSP） 82.2.1 塔式系统 82.2.2 槽式系统 92.2.3 盘式系统 102.2.4 太阳池 102.2.5 太阳能热气流系统 112.3 几种光热技术的比较 112.4 太阳能热发电技术的前景 133. CENICOMTM的特点 153.1

8、 概述 153.2 CENICOMTM简介 163.3 运用CENICOMTM的理由 203.4 CENICOMTM发电站的放大风险 203.5 CENICOMTM的运用业绩 214. 案例研究 234.1 案例1A：运用CENICOMTM单簇的西藏拉萨调峰电站 234.2 在拉萨的1个CENICOMTM和1个太阳能电池阵列的性能比较分析 314.3 案例2a：3个CENICOMTM向在北京的住宅区供热/制冷 324.4 同平板式集热器的比较 374.5 案例2b：在中国北京的楼房，利用1-CENICOMTM作为紧急备用电源 384.6 初步投资估算 43摘要该项研究介绍了中国境内可利用的太阳

9、能资源，同时指出了国内那些日照充足，太阳能资源可利用的地区。这些地区主要是在西北，东北，和西部。北方其它一些地区阳光也比较充足。该研究还对那些利用太阳能发电的方法进行了比较。有些电厂使用线性聚焦槽发电，再经由天然气进一步扩大。随着时间的推移，这些方法逐渐显示其商业价值，但是近来天然气价格日益上涨，它们的应用前景也许会不乐观。太阳能电池因为其简单从而得到了广泛的运用。当使用太阳能电池的各个方面都被考虑的时，实际上它是把太阳能直接转化为电能，这意味对于那些小系统来说，将不得不使用那些会损耗的电池。而对大系统来说，就必须使用电网来储存电能。这种发电的形式是比较零散的，通常这意味着电网得随时待用，当太

10、阳被云、雾遮住以及刚刚升起时，就得用传统的方式发电。这会减少太阳能发电带来的效益。风力发电系统和Stirling发电机系统来说也存在着这样的问题。回顾太阳能碟式系统，包括CENICOMTM和使用Stirling发电机单碟。CENICOMTM系统提供了热量存储装置从而可以连续发电，这样该系统既可以在独立电网中使用，也能用于并网电网中。与其它型式的太阳能发电系统相比，CENICOMTM 每千瓦的价格是相当诱人的。CENICOMTM太阳能发电系统的效率也是较高的。CENICOMTM系统使用直径三米的反射镜子来聚焦太阳能。在收集面积为650平方米的旋转平台上，总共有88个聚焦镜。聚焦镜都被连接在一起倾

11、斜起来直接面向太阳。太阳方位角跟踪器通过旋转平台来完成，同时太阳高度角跟踪也及时让倾斜的镜子直面太阳。该系统精确的聚焦和封闭的碟形空间能让作为能量传送介质的空气拥有更高的温度。在最终把热能转化为电能的时候，温度越高就意味着能量贮存密度越大，这是我们非常期望得到的。空气的温度被控制在1100C。热空气通过管道被送到贮存罐，在此热量转移到固体惰性材料里储存起来。这样就使得能量的收集与发电分开。基于此，系统既可以单独使用也可以并网使用。在单独使用中，贮存系统可以提供一周每天24小时的用电量。在并网运用时，可以在电网最需要电能的时候供电。在没有阳光而又出现电量峰值的傍晚和夜间的时候，该系统特别有利。贮

12、存罐的大小可以根据运用情况来确定。在工程运用中，CENICOMTM可以使用一个或多个模块、或者一个或多个由36个CENICOMTM模块构成的簇传热介质是空气。相比较塔式系统采用熔盐和槽式系统采用矿物油，采用空气更安全和更廉价。使用空气同样可以达到很高的温度。槽式系统需要使用天然气来提升蒸汽温度以满足汽轮机的效率，塔式系统需要使用化石燃料来加热熔盐以防止其凝固，而CENICOMTM系统真正作到不需要辅助燃料。CENICOMTM发电是通过蒸汽轮发电机完成的。蒸汽轮发电机已经在发电厂可靠地应用了许多年。蒸汽轮发电机的容量可灵活地根据CENICOMTM电厂的规模来选配。这在中国是非常有利的。其它的盘式

13、集热系统只用单反射镜给放置在其聚焦点的Stirling引擎供热。而Stirling引擎目前仍在研究阶段，目前可利用的引擎存在可靠性问题。对于使用该设备直接并网，引擎需要外部设备来启动，以便在太阳能较少时驱动引擎，科学家们已经提出了启动问题之一的同步化问题。CENICOMTM系统用于收集太阳能的占地面积比其它的系统相比要小的多。原因是该系统拥有很高的发电效率。高温产生的效率使得此系统可以与其它太阳能加热装置相媲美。CENICOMTM系统放置于基座或者建筑物房顶上。当该系统的基座放在地面时，其7.34米以下有93%的空间可以利用。尽管设计的太阳能电池组（PV）最高效率非常接近CENICOMTM系统

14、的效率，但是它的平均效率还是比CENICOMTM系统要低。这是因为PV的效率忽略了那部分被中途截取的大量的太阳光。这也就是说在一平方米吸收的自然光的所得最高效率是1KW,而当有大气削弱自然光时，它的效率要低，每平方米只有300w，而此种情况在像CENICOMTM的盘式聚焦系统中就不会出现。在一年之中，最强阳光能够直射在PV阵列上的只有为数不多的时间，在大多数时间里它获得的太阳能都比较少。这是由于PV阵列是固定的，很多时候无法直面太阳。与其它已投入使用的太阳能发电系统相比，CENICOMTM系统的工程投资和电价都比较低。所有的反射镜和系统的其它部分都可以在中国制造。发电设备可以在中国采购，工程设

15、计、设备采购、安装和调试可以由中国工程公司承担，我们可以对培训运行人员和维护人员提供帮助。CENICOMTM计划继续对系统进行精简，以使系统可以达到最优化的配置。有些方面的设计已经确定。其中之一就是空气传送，包括管道材料，膨胀接头，旋转接头以及为跟踪太阳用的旋转接头。另外是与汽机厂合作，采用小而高效的汽轮机以用于采用小型簇的电厂。该研究包含两个案例：案例一：案例一是建在西藏拉萨的一个6MW的调峰电厂。配一个簇（cluster）的系统设计为调峰电厂，可以将收集的太阳能存储在贮存罐中，在尖峰负荷时发电供电。由于收集系统和发电系统的不匹配性，所以称它为启动系统。为了与发电系统相匹配，随后该启动系统又

16、增加了另外两个簇。只有当能连续发电至少4小时此系统才运行。这是经过每一小时分析后发现4个小时是较好的。因为CENICOMTM使用热能存储，所以该间隔的调整范围是很宽广的。它的年能力系数是0.2546。工程投资136,020,732元人民币。值得注意的是CENICOMTM的一个簇（cluster）与6MW发电厂的匹配并不最适宜的。第二个方案是同样的6MW调峰电厂，但使用三个CENICOMTM簇来收集太阳能。它每天运行的最短时间是8小时。很多天它是24小时运行。如果贮存的能量不能保证运行8小时，那么系统就不运行，只收集能量。工程投资291,042,196元人民币。完成该案例后，我们发现拉萨是仅次于

17、撒哈拉沙漠的全世界日照最多的地区。考虑到太阳光系数的调整，该案例电厂的年能力系数为0.746。使用适用于西藏的贷款利率和特别所得税，以及清洁发展机制（CDM）和优惠电价，案例1B的电价是0.634元/kWh。要输出与一个簇相同的电能，PV太阳能电池阵列系统需要61854平方米的收集区，而CENICOMTM系统仅仅需要23412平方米。它还没有考虑安装或装设平台的288,809,152元人民币投资，是同等CENICOMTM系统投资的2.91倍。PV系统没有热储存系统，所以无法夜间的尖峰负荷。CENICOMTM系统有25年的寿命而PV太阳能电池阵列系统的寿命很短。案例二：此案例是针对在屋顶上放置3

18、个CENICOMTM模块，可以给多少住户提供能量。重点是制热与制冷。给定的年工作方式是制热、制冷和发电。当太阳光最弱的时候，季节性的热负荷是最高的。该案例研究表明，在冬季可利用太阳能制热的空间总量是合适的。然而在夏季，CENICOMTM系统可很容易提供制冷所需的能量。此外，在一年之中另外的时间，可利用多余的能量发电向电网供电。在该案例中，从经济性考虑，如果加热量和制冷量能够合理的分配，那么发电费用就是0.8元人民币/kWh。其中制热成本是0.21元人民币/kWh。这可与在冬季同样的日照强度条件下，使用太阳能平板热水器的制热成本0.28元人民币/kWh形成鲜明的对比。单一的CENICOMTM系统

19、同样是研究的一部分。此系统在尖峰负荷时段发电向电网供电。该系统也设有储热装置，可以作为发电系统的紧急备用。系统一年发电314,000kWh，在五月、六月、七月、八月、九月（夏季奥林匹克月）按比率算它一年可以发电370,000kWh。该系统投资费是3,270,000元人民币。而一年发同样的电，PV系统的投资将会是8,825,000元人民币。结论：CENICOMTM系统是一个无污染，高峰值，平均效率高的系统，它提供了储存装置从而能够把太阳能收集和发电这两个过程分开。这使得系统运用非常的方便，既可以运用于地方电网，也可运用于区域电网。较低的投资使得该系统在中国阳光充足的地区能够加以应用。提高发电率则

20、系统的成本就会降低，参看附录B中的敏感性分析。在相当短的时间内系统就可以制造和安装。1. 中国太阳能发电市场研究1.1 中国太阳能资源分布我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335837kJcm2a，中值为586kJcm2a。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清

21、洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68，年平均晴天为108.5天，阴天为98.8天，年平均云量为4.8，太阳总辐射为816kJcm2a，比全国其它省区和同纬度的地区都高。在西部地区，一万平方公里的荒漠面积可提供5.5个三峡电站的电力。我国太阳能资源是风力资源的1400倍，是水力资源的3300倍。我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬2235这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本

22、上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬3040地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。我国的太阳能资源分布如下图：颜色辐射等级年辐射量（MJ/ m2）日辐射量（KWh/m2）红最好 6680 5.1 桔红好585066804.5 5.1 黄一般l500058503.8 4.5 浅蓝较差 420050003.2 3.8 深蓝很差 4200 3.2 按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区：一类地区：全年日照时数为32003300小时，辐射量在670837x104kJcm2相当于225285kg标准

23、煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区，与印度和巴基斯坦北部的太阳能资源相当。特别是西藏，地势高，太阳光的透明度也好，太阳辐射总量最高值达921kJcm2a，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位，其中拉萨是世界著名的阳光城。二类地区：全年日照时数为30003200小时，辐射量在586670x104kJcm2a，相当于200225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。此区为我国太阳能资源较丰富区。三类地区：全年日照时数为22003000小时，辐射量在

24、502586x104kJcm2a，相当于170200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、江苏北部和安徽北部等地。四类地区：全年日照时数为14002200小时，辐射量在419502x104kJcm2相当于140170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要是长江中下游、福建、 浙江和广东的一部分地区，春夏多阴雨，秋冬季太阳能资源还可以。五类地区：全年日照时数约10001400小时，辐射量在335419x104kJcm2相当于115140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州两省。此区是我国太阳

25、能资源最少的地区。一、二、三类地区，年日照时数大于2000h，辐射总量高于586kJcm2a，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，面积较大，约占全国总面积的23以上，具有利用太阳能的良好条件。四、五类地区虽然太阳能资源条件较差，但仍有一定的利用价值。表1.1-1 我国各地区的太阳能资源及分布表类型地区年日照时数（h）年辐射总量kJ/cm2a1西藏西部、新疆东南部、青海西部、甘肃西部280033006728402西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南部、甘肃中部、内蒙古、山西北部、河北西北部300032005866723新疆北部、甘肃东南部、山西南部、陕西北部、河北东南部、山东、河南、吉林、辽宁、云南、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部220030005025864湖南、广西、江西、浙江、湖北、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江140022004205025四川、贵州100014003354201.2 中国可能发展太阳能发电的地区适合于发展太阳能发电的地区的条件，主要有：1.，太阳能资源丰富但缺少化石能源或化石能源价格相对高的地区；2.将太阳能发电与其他可再生能源相结合，例如与水力资源、或与风力资源互补，以增加可调电量；3.地区生态系统脆弱，环境保护任务重，不适宜发展以化石燃料发电的地区；4.地广人稀，电网难以覆盖的地区。从前述我国太阳能资源的分布可看出