摘要：提出太阳能热驱动甲醇裂解反应制取合成气,联合高温固体氧化物燃料电池–均质压燃内燃机的清洁高效低碳热力系统。结果表明,在设计工况下,热化学效率63%,混合动力发电效率48.7%,太阳能净发电效率30.7%,系统的?效率为40.25%。不可逆损失分布由大到小依次为内燃机,燃料电池空气预热器,太阳能热化学过程,排烟损失,高温固体氧化物燃料电池,甲醇预热器和内燃机空气预热器。相较于传统混合动力系统,太阳能热化学过程转移了固体氧化物燃料电池的部分不可逆损失。太阳能辐照强度从300 W/m^(2)增加至800 W/m^(2),热化学效率从52%升高至63%,太阳能净发电效率由25.3%增长至30.7%。燃料利用率从0.5增加至0.85时,内燃机功率输出占比不断减小至15.6%,混合动力单元的发电效率从45%增加至50%。

摘要：本文基于10 kW中低温太阳能与甲醇热化学互补发电实验平台,采用不同太阳辐照强度与吸收反应器内甲醇裂解反应、甲醇重整反应两种化学反应的有机集成,提出了一种新颖的变辐照与不同化学反应相匹配的主动调控新方法,针对不同典型日太阳辐照强度偏离设计值,探讨了热化学互补发电系统变辐照工况的特性规律。研究结果表明,在中低温太阳能热化学互补发电系统中,与采用单一的太阳能驱动甲醇裂解反应相比,本文提出的主动调控方法使互补系统的日均太阳能净发电效率从30%提高到36%,更接近设计工况,有效提高了甲醇燃料化学能的梯级利用程度。该方法为减小单位镜场面积、提高太阳能年均净发电效率提供了有效途径。

摘要：提出了一种太阳能热化学与化学回热过程联合的冷热电联产系统。利用太阳能驱动甲醇分解反应,产生的合成气在内燃机中燃烧作功,内燃机排烟余热与导热油换热,并驱动甲醇分解反应以回收余热。对系统进行了热力学性能分析,探究了全年典型日下系统热力性能与储能特性规律.研究结果表明:设计工况下系统一次能源利用率为78.4%,太阳能净发电效率为21.1%。在300~1000 W/m^2的直射辐照强度范围内,系统可以实现稳定运行,太阳能净发电效率稳定在19.3%~21.5%的变化范围内。

摘要：本文提出了一种新型的太阳能与燃料热化学互补的发电系统,集成了太阳能热化学燃料转化过程与固体氧化物燃料电池(SOFC)单元。200~300℃中低温太阳能驱动甲醇热分解反应,将太阳能转化为富氢燃料(H2、CO)的化学能,产生的太阳能燃料用于驱动SOFC燃料电池进行发电,实现了太阳能及甲醇燃料的高效发电利用。同时,采用微型燃气轮机(MGT)对SOFC余热及未反应燃料进行回收,实现动力余热的高效梯级利用,进一步提升了系统的发电效率及能源利用率。设计工况下,系统发电效率达到58.24%,太阳能净发电效率为41.1%。该研究为太阳能和清洁燃料的高效利用提供了新途径。

摘要：分布式供能系统临近用户,具有灵活消纳可再生能源的优势。集成太阳能与清洁燃料互补的分布式供能系统,旨在实现太阳能与燃料的高效互补利用。提出了基于太阳能热化学的分布式供能系统,该系统集成了太阳能热化学转化与分布式冷热电联供系统,将太阳能与甲醇以热化学的形式进行源头互补,把太阳能转化为合成气燃料化学能,进而通过内燃机发电机组和余热回收单元输出冷、热、电产品,以满足用户的负荷需求。通过数值计算的方法,对所集成的系统开展了热力学性能及CO2排放性能分析,研究了设计工况及变工况下运行性能,结果表明所集成的太阳能与燃料热化学互补供能系统具有显著的节能减排优势。

摘要：太阳能热化学反应器可利用二氧化铈的催化作用,分解水和二氧化碳,是一种将太阳能转化为燃料中的新途径.设计该类型反应器的难点是如何准确把握质量、热量传递和非计量化学反应的复杂耦合关系,文中以Bader设计的太阳能高温反应器为基础,选用合理的数学模型和化学反应动力学模型,模拟得出还原阶段和氧化阶段反应器内氧空位浓度、反应产物组分浓度及温度的空间分布,以及燃料产率随时间的变化规律.

摘要：太阳能驱动生物质热解是重要的热化学互补技术,可将太阳能转化为高品质合成气中的化学能,并实现高效化学存储。为探究太阳能热解过程中的能量及化学转化特性,该文设计搭建了太阳能驱动生物质热解实验平台,并开展了太阳能驱动小麦秸秆热解实验研究。结果表明太阳能模拟器可提供平均能流密度为757 kW/m^(2)的高温焦斑,热解反应的最高温度和最大瞬时加热速率分别达到870℃和25℃/s。太阳能模拟器输入电功率由1.5 kW提升至6.0 kW,反应气体产物的质量百分比由24.7%上升至54.4%,对应的H_(2)动态浓度峰值(体积百分比)将由1.49%增加至11.48%,CO动态浓度峰值(体积百分比)由1.59%增加至11.61%,增大入射光能流密度有效促进了H_(2)、CO等燃料气体的生成,并能提高反应速率。研究结果将为太阳能驱动秸秆生物质的高效热解转化和太阳能反应器设计提供参考。

摘要：本文提出一种基于中低温太阳能与甲醇热化学互补的分布式冷热电供能系统。基于热力学基本定律,对系统作了能量平衡分析和(火用)平衡分析,探讨了变太阳辐照下系统的热力性能和储气蓄能的变化特性规律。结果表明:设计工况下,系统的一次能源效率达89.36%,(火用)效率达到47.10%,太阳直射辐照强度从500 W/m^2变化到900 W/m^2时,系统一次能源效率和冷、热、电功率输出保持稳定。本文的研究成果为高效利用中低温太阳能热化学技术与分布式冷热电能源系统集成技术提供了新途径。

摘要：麻省理工学院(MIT)的工程师们Cold提出了一种利用聚光太阳能高效生产绿色氢的概念。在概念设计中,该系统能利用太阳能的热量直接分解水并产生氢,可以有效地产生“太阳能热化学氢”(STCH)。