近日，中科院熱物理研究所分布式供能與可再生能源實(shí)驗(yàn)室在國家973等項(xiàng)目的支持下，在多能源熱化學(xué)互補(bǔ)系統(tǒng)與關(guān)鍵過程研究方面取得多項(xiàng)顯著進(jìn)展：

　　一、中低溫太陽能與甲醇熱化學(xué)互補(bǔ)的分布式能源系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)方面：提出了基于中低溫太陽能與甲醇熱化學(xué)互補(bǔ)的分布式冷熱電能源系統(tǒng)，系統(tǒng)一次能源利用率超過80%，太陽能凈發(fā)電效率超過20%。由于太陽能輸入與用戶負(fù)荷通常隨時(shí)間變化，系統(tǒng)變工況調(diào)控更為復(fù)雜。通過提出的化學(xué)蓄能系統(tǒng)，使太陽能轉(zhuǎn)化而來的太陽能燃料能夠根據(jù)用戶需求通過動(dòng)力設(shè)備高效轉(zhuǎn)化為電能、冷能等，使得系統(tǒng)在變工況條件下具有穩(wěn)定的熱力性能；完成了百KW太陽能熱化學(xué)發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，正在研制首臺(tái)百KW級(jí)中低溫太陽能熱化學(xué)發(fā)電裝置，主要包括：200m2的低聚光比拋物槽式集熱器、中低溫太陽能熱化學(xué)一體化吸收/反應(yīng)器（72m）甲醇蒸汽發(fā)生器與煙氣余熱回收系統(tǒng)、產(chǎn)物冷凝分離裝置、化學(xué)蓄能裝置、富氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)及輔助裝置。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將成為世界首臺(tái)百千瓦級(jí)中低溫太陽能熱化學(xué)發(fā)電裝置。

　　二、太陽能與生物質(zhì)熱化學(xué)互補(bǔ)利用系統(tǒng)方面：通過高溫聚焦太陽能驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)進(jìn)行氣化反應(yīng)，完成太陽能向合成氣化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)太陽能的高效、高密度儲(chǔ)能。相對(duì)傳統(tǒng)自熱型生物質(zhì)氣化方式而言，太陽能—生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的合成氣具有較高的H2/CO摩爾比，能適用于生產(chǎn)甲醇和二甲醚等優(yōu)質(zhì)液體燃料。基于此，集成一種先進(jìn)的太陽能—生物質(zhì)多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽能經(jīng)由合成氣向甲醇化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，同時(shí)還將甲醇合成塔和甲醇精餾塔釋放的未反應(yīng)合成氣作為氣體燃料直接用于燃燒發(fā)電。

　　三、太陽能一體化吸收/反應(yīng)器三維多物理場耦合：開發(fā)了吸收/反應(yīng)器三維多物理場耦合的物理模型及程序，耦合了流動(dòng)、傳熱傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)，研究了中低溫太陽能吸收/反應(yīng)器中流動(dòng)傳熱性能，及其關(guān)鍵影響因素對(duì)其性能的影響，包括：太陽能輻照強(qiáng)度、工質(zhì)流速、聚光集熱系統(tǒng)特征參數(shù)、吸收/反應(yīng)器尺寸等；揭示了隨著太陽能輻照強(qiáng)度、集熱器和吸收/反應(yīng)器特征參數(shù)與太陽能熱化學(xué)反應(yīng)與熱力性能耦合規(guī)律。研究結(jié)果為中低溫太陽能熱化學(xué)吸收/反應(yīng)器制氫設(shè)計(jì)提供依據(jù)。此外，研究團(tuán)隊(duì)還開展了拋物槽式集熱器跟蹤方式研究，建立任意地點(diǎn)的晴天太陽輻射模型，開發(fā)了模擬程序，揭示了不同緯度下，各種跟蹤方式、不同跟蹤轉(zhuǎn)軸傾角以及部分旋轉(zhuǎn)角度拋物槽式集熱器接收太陽輻射強(qiáng)度的影響規(guī)律，為槽式太陽能集熱系統(tǒng)的新型流程與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

　　相關(guān)研究成果推薦發(fā)表在國際期刊International Journal of Heat and Mass Transfer、Energy Conversion and Management、Applied Thermal Engineering，申請(qǐng)國際和國家發(fā)明專利多項(xiàng)。