摘要

過去兩百年中建立在化石燃料基礎(chǔ)上的能源體系極大地推動(dòng)了人類的發(fā)展，但也帶來諸多環(huán)境及社會(huì)方面的問題。在當(dāng)前能源危機(jī)的時(shí)代背景下，太陽能技術(shù)獲得了世界的密切關(guān)注。相對(duì)于電驅(qū)動(dòng)空調(diào)，溴化鋰吸收式制冷利用低溫?zé)嵩粗评浠厥盏蜏責(zé)崃浚瑴p少了能量損失及電量消耗。應(yīng)用太陽能技術(shù)的冷熱電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以減少化石能源消耗，增加電網(wǎng)可靠性。

本文在某30MW燃煤電站的基礎(chǔ)上，根據(jù)子系統(tǒng)對(duì)溫度的不同需求提出太陽能輔助加熱及溴化鋰吸收式制冷機(jī)相結(jié)合的冷熱電聯(lián)供方案。首先分析我國各地的太陽能分布及采暖制冷需求關(guān)系，發(fā)現(xiàn)我國南部地區(qū)太陽能輻射相對(duì)較小但是制冷需求很大，特別適合利用300～600 W/m2范圍內(nèi)的太陽能來輔助發(fā)電及制冷。其次，分析了太陽能集熱場系統(tǒng)傳遞關(guān)系，并建立了太陽能場、煤燃燒模塊、蒸汽循環(huán)模塊及溴化鋰吸收式制冷模塊的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)文獻(xiàn)中提供的數(shù)據(jù)建立模型并進(jìn)行驗(yàn)證及變工況分析。結(jié)果顯示各模塊模型誤差較小，結(jié)果可靠。當(dāng)太陽能輻照強(qiáng)度較低時(shí)，傳熱工質(zhì)進(jìn)口溫度升高將導(dǎo)致集熱場凈效率降低。最后，基于集熱場流量約束考慮，提出針對(duì)不同輻照強(qiáng)度應(yīng)采用不同的運(yùn)行工況：無光照工況、光照不足工況及光照充足工況。結(jié)果顯示，在無光照工況下，隨著吸收式制冷機(jī)組抽取的蒸汽量增加，系統(tǒng)發(fā)電量降低，但是一次能源利用效率及化石能源節(jié)約率升高；在光照不足工況下，集熱場進(jìn)出口參數(shù)設(shè)為110℃/200℃，隨著光照的增強(qiáng)，系統(tǒng)的一次能源利用效率及化石能源節(jié)約率均上升；在光照充足工況下，集熱場進(jìn)出口參數(shù)設(shè)為293℃/391℃，隨著光照的增強(qiáng)，系統(tǒng)的發(fā)電量增加，當(dāng)DNI=0.9kW/m2時(shí)，系統(tǒng)的發(fā)電量可以增大8.2MW。

本文工作獨(dú)特之處在于針對(duì)不同光照強(qiáng)度提出了不同的系統(tǒng)集成方式并討論其技術(shù)可行性，可以對(duì)光照強(qiáng)度不高但是制冷需求較大的南方地區(qū)的冷熱電系統(tǒng)發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：太陽能；冷熱電聯(lián)產(chǎn)；吸收式制冷