太阳光热发电-超临界二氧化碳循环系统经济性分析与优化

摘要

在太阳能光热发电(CSP)系统中,采用超临界二氧化碳(8-CO2)布雷顿循环相较于传统蒸汽朗肯循环可获得更高的发电效率.本文建立了塔式CSP-S-CO2布雷顿循环集成电站系统的数学模型,以最小化电站平准化度电成本(LCOE)为目标,采用联立方程法对集成系统进行了参数优化,并对循环的关键参数进行了敏感性分析.将模型应用于50 MW级塔式CSP-S-CO2布雷顿循环电站的优化设计,结果表明:当蓄热时长为8h、透平入口温度520.85°C、透平和压缩机入口压力分别为25 MPa和8.63 MPa时,可将系统LCOE降低至0.817元/(kW·h),较塔式CSP-蒸汽朗肯循环(0.994元/(kW·h))降低17.81％;蓄热时长越长,系统LCOE越小;存在最优的透平入口温度、分流比和压比,使系统LCOE最小;提升透平与压缩机的等熵效率可显著降低系统LCOE.