星空体育天大：不纯CO₂超临界流体物性预测中低温太阳能储能发电循环研究8月8日~9日，2023中国太阳能热发电大会在湖南长沙召开，本届会议由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国工程热物理学会、中国可再生能源学会、中国电机工程学会共同主办。

　　天津大学赵力教授课题组硕士研究生薛娟、王渤分别在“超临界CO₂太阳能热发电关键基础问题研究”2023 年学术研讨会和太阳能热利用技术青年论坛上作了题为《不纯CO₂超临界流体物性预测》、《中低温太阳能储能发电循环研究》的报告。

　　报告表示，超临界二氧化碳布雷顿循环(sCO₂BC)被认为是高效发电领域的重要研究方法，使用适当的基于二氧化碳的混合物代替纯的CO₂作为工作流体，是改善循环性能的有效方法之一。而不纯CO₂的超临界热物理特性及其对循环做功过程的影响存在研究空白。为填补上述研究空白，通过分子动力学模拟(MD)计算了CO₂，CO₂/N₂ ，CO₂/N₂/O₂ 混合工质超临界区的热物理特性。

　　结果表明：与REFPROP数据库相比，等压热容、密度和体积膨胀率的相对误差分别在1%，1.2%，3%左右。其次利用已建立的分子模型方法预测混合流体 (Xe、He、Ar、Ne、CH₄、Kr)/CO₂/N₂/O₂ 的热物性。将等压热容、密度和体积膨胀率进行耦合，分析了混合气体对透平做功性能的影响。计算结果显示，与含杂质气体的 CO₂工作流体相比，10% mol的CH₄使透平的输出功增加了10.6%；而10%mol的Xe使透平的输出功减少了14.6%。为了提高超临界CO₂布雷顿循环中透平的做功性能，建议将CH₄或He作为混合组元。

　　报告认为，据统计，中国一次能源消费中可再生能源的占比快速增长，其中太阳能发电占据重要地位。中低温太阳能热发电技术具有成本低、占地面积小、应用场景广等优点，在太阳能热发电领域占据不可替代的作用。

　　针对现阶段中低温太阳能发电效率低、不稳定的问题，本研究提出兼具储能和发电功能的新型电化学布雷顿循环，循环由加热、充电、冷却及放电四个过程组成星空体育官网，以热能-化学能-电能的能量转换路径实现能量的储存与转换。在加热、充电过程，温度升高使电极电势降低，在低电势下充电；在冷却、放电过程，温度降低使电势升高，在高电势下放电，整体对外输出电能。进一步研究了电解液物性、流速、热源温度等参数对循环热电转换效率、输出功率密度的影响规律，优化得到最佳运行参数，为新型太阳能热发电技术的开发提供了思路。

　　天津大学机械工程学院下设机械工程、力学和能源与动力工程3个系，及机械工程实践教学中心。建有机械设计制造及其自动化、工程力学、能源与动力工程、工业设计、智能制造工程等5个本科专业。拥有内燃机燃烧学国家重点实验室、机构理论与装备设计教育部重点实验室、中低温热能高效利用教育部重点实验室、先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室（与材料科学与工程学院共建）、3个天津市重点实验室以及若干高水平科研基地和合作平台。赵力教授课题组在热泵系统优化、新型制冷剂循环特性研究分析、太阳能高效利用等方面开展了很多卓有成效的研究工作。返回搜狐，查看更多