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导读: LY系统及lightyear结构类交通工具(汽车、卡车、高铁、轮船)的使用,很有可能是一种改变当前能源获得和使用的形式的有效方法。这个方法使得太阳能利用效率更高,能源转换更有效率。

作者:梁云

摘要:(1)根据相关研究bet36体育在线网实例数据。设定一个3元1KG甲醇,余热重整后甲醇车载发电效率0.45。燃料甲醇 热值5.8KWH/KG,发电2.6KWH。车载度电成本为1.15元。

(2)太阳能槽式聚光,导热油储能。储热温度400℃。利用导热油的热能使得甲醇重整。甲醇化学能增加12%,热能增加15%。整体能量增加27%。甲醇能量由6.39KWH/KG增加到8.125KWH/KG。甲醇发电效率仍不变为0.45。得到3.65KWH。度电成本为0.82元。(理论值)。

(3)利用聚光400℃~600℃的热源,生物质生产甲醇、氧气、肥料。所得甲醇生产成本低。终端销售价格低于2元/公斤。按2元算。车载度电成本0.72元。太阳能蓄热发电度电成本0.55元。(估算值)

关键词:太阳能;光液;发电;lightyear结构。

0 引言

太阳能利用lightyear系统对太阳能利用的理论效率非常的高。成本也低廉。本文以下面的几篇文章作为理论依据。通过设定工况来,通俗易懂的例子、科普文章的方式介绍lightyear混动车跟甲醇、太阳能组合发电的效率会有多高。

参考论文有下面几篇,当然所需知识不限于论文内容。如无法看明白可留言讨论。

(一)隋军,金红光,郑丹星等,太阳能甲醇分解吸收-反应器研制与实验研究。DOI: 10.3321/j.issn:0253-231X.2007.06.003

(二)洪慧,金红光,李涛,中低温余热与甲醇化学间冷相结合热力循环研究。DOI: 10.3321/j.issn:0253-231X.2004.01.001

(三)曲延涛,张国强,废热重整甲醇内燃机-涡轮复合循环。DOI: 10.3969/j.issn.1002-6339.2005.03.002

(四)高健,倪维斗,李政等,以甲烷重整方式利用气化煤气显热的甲醇-电多联产系统。DOI: 10.3321/j.issn:1000-6761.2008.04.030

(五)金红光,洪慧,王宝群等,化学能与物理能综合梯级利用原理。DOI: 10.3969/j.issn.1674-7259.2005.03.009。

(六)张海涛,曹发海,刘殿华等,合成气直接合成二甲醚与甲醇的热力学分析。DOI: 10.3969/j.issn.1006-3080.2001.02.022

(七)李文甲,郝勇等,聚光光伏与甲醇重整热化学互补发电系统性能研究。《bet36体育在线网热物理学报》2017年 第7期

(八)刘蜀卿,内燃机和燃气轮机在发电领域的比较。DOI:10.3969/j.issn.1000-6494.2002.04.009

按照隋军计算及实验数据,槽式太阳能能聚光+甲醇。最高太阳能转化化学能可达70%。实际实验数据为30~60%。洪慧,金红光等人理论及研究表明,利用热力学第一、二定律改善动力利用系统的效率。并计算出太阳能热力学在适合工况下净发电效率高达33%。曲延涛,张国强等人,提出在热量损失1%的情况下,发动机余热重整甲醇可使得发动机热效率达到50%。李文甲,郝勇等仿真研究表明甲醇重整、光伏结合发电的情况下。最高净发电效率达43%。

1 甲醇发电效率

1.1 甲醇余热车载发电

甲醇利用发动机废热重整的原理简图如下

Lightyear混动车是如何改变当前能源结构-- 光液技术细节之四

图 1 甲醇废热重整(来自曲延涛论文)

反应原理

CH3OH →CO + 2H2 + 90. 8 kJ/ mol

CO + H2O →CO2 + H2 - 41. 3 kJ/ mol

按曲延涛的设计。反应加入了水。降低了效率。但他认为整个系统的热效率仍高达50%以上。这样一个甲醇发动机加上传动作为lightyear混动车发动机的动力来源。考虑传动损耗及发电效率。最终有约0.8~0.9的热效转化为电能。综合发电效率约为40%~45%。甲醇理论热值5.8~6.3KWH。也就是说1KG甲醇发电2.3~2.6KWH。按3元1公斤甲醇燃料价格,度电成本为1.3~1.15元。

1.2 甲醇太阳能发电

Lightyear混动车是如何改变当前能源结构-- 光液技术细节之四

图 2 槽式聚光导热油储能

利用槽式太阳能聚光,导热油储热。再用400℃导热油重整甲醇。甲醇化学能增加12%,热能增加15%。整体能量增加27%。也就是说1KG甲醇理论热值为7.34~8KWH。发电系统通过涡轮及废热重整额外的甲醇。综合发电效率扔能达到0.45。也就是说1KG甲醇发电2.94~3.6KWH。按3元1公斤甲醇燃料价格,度电成本为1~0.84元。达到售电端平价上网。

按照洪慧等提出了集成中温甲醇热分解的太 阳能热动力循环, 其太阳能净发电效率达到35%, 燃烧过程佣损失减少7%。这样的太阳能储能发电系统跟洪慧提出来的工况有所差别。但达到25%以上是可以预期的。这个净发电效率远大于太阳能光伏,并解决了储能问题。

1.3 计算误差及bet36体育在线网实现偏差值

这些技术已经存在数十年,仍未能实现的原因是。上面的计算只是纸上谈兵,理论计算柜理论。而bet36体育在线网实现需要打折扣。通常能达到理论的0.8是正常的。而且,扣除甲醇的采购成本,实现这个发电的系统成本仍然很高。所以没有办法进入实际应用。

而lightyear混动车的这个发电系统平台,成本可以说零成本。只是利用了汽车停下来的闲置时间。槽式400℃导热油太阳能聚光系统成本在低精度对焦定日的情况下。成本也是低廉的。(如果是高精度,聚光上千摄氏度的聚光系统。成本非常昂贵,高达数1万1千瓦峰值)。从而使得这样的系统有实用的可能。

当光液生产工艺成本下降,甲醇的客户端售价降为2元1KG,即跟瓶装矿泉水价格相当时候。度电成本会低到0.5元

2 结论

LY系统及lightyear结构类交通工具(汽车、卡车、高铁、轮船)的使用,很有可能是一种改变当前能源获得和使用的形式的有效方法。这个方法使得太阳能利用效率更高,能源转换更有效率。

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