多功能太阳能分布式供能系统全工况研究

本项目突破传统太阳能单一利用模式，综合考虑太阳能全工况和化石燃料能源品质的匹配，将太阳能与分布式供能系统耦合，实现太阳能热发电、制冷与供热的多功能（多种输入、多种输出）利用，同时改善分布式供能系统变工况节能水平下降的弊端。基于化学能与物理能综合梯级利用原理和品位分析方法，探索太阳能与化石能源互补的能量转化机理，揭示互补过程不可逆性减小的本质规律。通过试验与模拟研究，揭示太阳能全工况的本质规律；建立槽式太阳能吸热器高热流密度条件下，辐射-对流-导热复杂耦合换热过程物理模型，探索其中换热机理，提出槽式集热器与新型吸热器优化设计准则。在上述工作基础上，建立互补的分布式供能系统物理模型，进行集成优化，提出具有应用前景的新型多功能太阳能分布式供能系统。研究成果将为发展应用多功能互补的能源系统提供新思路与方法，为太阳能的多功能利用开拓新途径。

本项目以太阳热能综合高效利用为目标，构建了太阳能与化石能源互补的分布式供能系统。通过聚焦型太阳能热化学方法，将太阳能转化为燃料，从而将太阳能热发电、制冷与供热一体化与分布式供能系统耦合，开展互补系统集成机理及建模优化、关键过程及能量系统创新的基础研究，实现了太阳能与化石燃料的综合梯级利用。（1）揭示了太阳能全工况与分布式供能系统的特殊耦合规律，构建了不同品位太阳能综合梯级利用系统集成方法，以及探索了互补过程不可逆性减少的能的品位匹配特性规律。（2）探索了槽式太阳能集热器全工况规律，提出吸热器优化设计准则，以及相关的多学科优化设计方法。（3）提出了具有应用前景的太阳能与化石能源互补的分布式能源系统。研究成果将为发展应用多功能互补的能源系统提供新思路与方法，为太阳能的多功能高效利用开拓新途径。. 项目负责人获得“2011年度中国科学院优秀博士论文奖”、“2012年度中国科学院卢嘉锡青年人才奖”、入选“中国科学院青年创新促进会” 首批会员。发表期刊论文13篇，其中被SCI收录7篇、EI收录12篇；国际会议口头报告2篇次，国内会议论文5篇次。授权/申请国家发明专利7项，其中2项申请国际专利。培养硕士研究生6人，博士研究生1人，其中3人已毕业。相关研究成果被多位国际著名学者高度评价和正面引用。受邀担任10余个国内外知名期刊审稿人。