舒適家居網(wǎng)訊：分布式能源系統(tǒng)具有高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì),、可靠和靈活等特點(diǎn),，能夠?qū)崿F(xiàn)清潔能源的就地利用和消納,，對于節(jié)能減排具有重要意義,。分布式能源系統(tǒng)直接面向用戶需求，與大電網(wǎng)配合,，可有效降低電力負(fù)荷波動對大電網(wǎng)的影響,，減少發(fā)生停電事故對用戶的影響；對于邊防,、海島等能源供應(yīng)困難地區(qū),，多能源互補(bǔ)的分布式能源是解決其能源保障問題的重要手段?？稍偕茉醋鳛槲磥砟茉聪到y(tǒng)的重要構(gòu)成,，適合通過多能互補(bǔ)分布式供能系統(tǒng)進(jìn)行利用，可以克服可再生能源分散,、不穩(wěn)定等利用難點(diǎn),。多能源互補(bǔ)的分布式能源系統(tǒng)滿足國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整與節(jié)能減排的戰(zhàn)略需求，也是集中式供能系統(tǒng)的有益補(bǔ)充,。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所分布式供能與可再生能源實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)針對多能互補(bǔ)分布式供能開展了系統(tǒng)高效集成,、太陽能熱化學(xué)燃料轉(zhuǎn)化、富氫燃料動力發(fā)電,、儲能與系統(tǒng)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),，先后取得一系列重要成果?；凇捌肺粚?、梯級利用”科學(xué)用能思想，開展了太陽能與清潔燃料熱化學(xué)互補(bǔ)系統(tǒng)的高效集成關(guān)鍵技術(shù)研究,，發(fā)展了基于中低溫太陽能熱化學(xué)轉(zhuǎn)化耦合化學(xué)回?zé)岬姆植际焦┠芟到y(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了太陽能及動力余熱的高效互補(bǔ)利用。針對太陽能熱化學(xué)燃料轉(zhuǎn)化過程,，構(gòu)建了多物理場耦合模型,，開展了太陽能熱化學(xué)吸收/反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及運(yùn)行調(diào)控策略的優(yōu)化分析，旨在提升太陽能熱化學(xué)吸收/反應(yīng)器的運(yùn)行性能,。針對太陽能燃料（富氫燃料）的高效利用,，開展了富氫燃料發(fā)電技術(shù)研究，研究富氫燃料發(fā)動機(jī)的變工況性能,，提升了太陽能燃料動力發(fā)電的安全可靠性,。針對現(xiàn)有分布式供能技術(shù)中動力排煙余熱驅(qū)動吸收式制冷利用過程中存在的溫度斷層，提出了基于化學(xué)回?zé)岬母咝в酂峄厥招问?，?shí)現(xiàn)動力余熱到高品位燃料化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,，減小余熱回收過程中的不可逆損失。針對太陽能輸入與用戶負(fù)荷不匹配的問題,，構(gòu)建了儲能與系統(tǒng)變工況調(diào)控模型,，研究太陽能輻照強(qiáng)度和負(fù)荷變化條件下系統(tǒng)的調(diào)控方法，分析了化學(xué)儲能與物理儲能方式對系統(tǒng)變工況性能的調(diào)控效果及性能提升機(jī)理,，優(yōu)化雙儲能單元的調(diào)控及互補(bǔ)運(yùn)行策略,，旨在提升集成太陽能分布式供能系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性。研究團(tuán)隊(duì)在廊坊研發(fā)中心太陽能熱化學(xué)發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺中開展了熱化學(xué)轉(zhuǎn)化,、動力發(fā)電及變工況調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究工作,，對相關(guān)模型及調(diào)控策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),。
研究團(tuán)隊(duì)提出的太陽能熱化學(xué)分布式供能系統(tǒng),，集成太陽能熱化學(xué)燃料轉(zhuǎn)化、化學(xué)回?zé)?、富氫動力與儲能等關(guān)鍵過程,。聚光太陽熱能及動力余熱分別經(jīng)由一體化太陽能熱化學(xué)/吸收反應(yīng)器和固定床反應(yīng)器驅(qū)動熱化學(xué)燃料轉(zhuǎn)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為高品位富氫燃料化學(xué)能,，并進(jìn)行高密度,、穩(wěn)定存儲，實(shí)現(xiàn)了太陽能及動力余熱的高效利用,。其中,，太陽能凈發(fā)電效率達(dá)20%以上，系統(tǒng)能源利用率達(dá)80%以上,。通過對太陽能熱化學(xué)分布式供能關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā),，克服太陽能低密度、間歇性,、不穩(wěn)定的固有缺點(diǎn),，突破動力余熱回收溫度斷層、不可逆損失大的局限,，攻克太陽能熱化學(xué)燃料轉(zhuǎn)化,、富氫動力發(fā)電及變工況調(diào)控等一系列從設(shè)計(jì)到優(yōu)化、從理論到應(yīng)用的技術(shù)難關(guān),，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的太陽能熱化學(xué)分布式供能集成方法與關(guān)鍵技術(shù),，獲得20余項(xiàng)國際和國家發(fā)明專利,，并獲中國優(yōu)秀專利獎(jiǎng)，還發(fā)表多篇高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文,。
圖1. 太陽能熱化學(xué)燃料轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)形式與其熱力學(xué)性能（劉泰秀,，劉啟斌等，Applied Energy, 2018）
圖2. 化學(xué)回?zé)徇^程T-Q分析及分布式供能系統(tǒng)變工況性能
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